Mustang P51D " Marinell" 1:6 - Metallbauweise: Baubericht!

[Kyrill]

Aus einem Servo den Poti auslöten und die Anschläge entfernen, dann eine Gewindespindel an den Abtrieb. Ein externes Poti gleichen Widerstands mit einem Hebelarm bestücken und die Bewegung des Verstellmechanismus darauf übertragen und dieses an die Servoelektronik anschließen. Wäre mein Vorschlag.

 

[PeterKa]

Das mit dem Umbau von Servos habe ich früher auch schon probiert. Befriedigt hat es mich nie. Irgend etwas lief immer krumm. Trotzdem freut es mich, daß Ihr Euch an den Überlegungen so intensiv beteiligt, irgendwie ist das ein schönes Gefühl. Hier also mein Lösungsansatz für einen selbstgebauten Aktuator.

Die Aufgabe: Er soll einen Stempel in etwa 10 Sekunden um ca. 5 mm aus und einfahren. Dabei eine Kraft von 15-20 Kilo ausüben. Angesteuert werden soll er mit einem Linearkanal aus der Funke. Betriebsspannung 5-6 Volt.

Hier mal ein Photo der wichtigsten Elemente die zur Anwendung kommen.



Oben ist der Motor mit dem Getriebe zu sehen. Bei 5 Volt macht die Abtriebswelle 50 Umdrehungen pro Minute (ich hatte es für ein Fahrwerk vorgesehen, aber das war deutlich zu langsam). Man kann es bei Conrad kaufen für ca. 12 €. Ist sehr sauber gebaut und spielfrei.

Unten rechts sind die Bauteile für die Positionsmessung. Nichts anderes als ein analoges Hallelement und ein Magnet (aus einem Schrottmotor gepult). Über den Abstand Magnet-Sensor erhalte ich ein stabiles analoges Signal von 1,5-3 Volt. Vereinfacht ist der Nullpunkt ist durch einen Vorzeichenwechsel gegeben, wenn der Magnet am Element vorbeifährt. Solche Einheiten findet man in dem noblen Yeti Sender als Positionsmessung und ersetzen die Potis.

Unten links ist der steuernde Microkontroller (Picaxe). Dieser wertet das Fernsteuersignal aus, erzeugt die Motorspannung über ein PWM Signal, und wertet die Position aus. Was noch fehlt ist eine kleine Leistungsbrücke zur Umkehr der Drehrichtung des Motors.

Bei so langsamdrehendem Antrieb genügt eine einfache Schraube als Spindel, aber da bin ich noch unschlüssig. Bei 0,5 mm Steigung durchfahre ich einen Stellweg von 5 mm in ca 12 Sekunden. Auf den Verstellprop angewendet ergibt sich daraus eine Stellzeit von Steigung 0 bis 14'' von ca. 5 Sekunden. Ich denke damit kann man arbeiten.

Die Teile kosten zusammen ca. 20€. Im Prinzip wäre ein gekaufter Aktuator mit ca. 100€ (+Steuerplatine) auch denkbar, aber das würde mir nur den halben Spaß bringen.

Von der Mechanik ist der Verstellpropeller sicher die komplexeste Einzelbaugruppe. Die Notwendigkeit ein Getrieb zu verwenden macht es nicht eben einfacher. Daher gehe ich das zu einem frühen Baustadium an.

PeterKa

Nachtragen wollte ich noch die Abmessungen. Der Getriebeblock mißt 10*12*9 mm. Die Abtriebswelle hat 3 mm Durchmesser.

 

[Bernd E.]

Hallo Peter,

denkbar wäre auch ein Segelwindenservo.
Die gibt es mit verschiedenen Umdrehungen. Z.B. mit 3, 6, und 12 Umdrehungen proportional steuerbar. Da kann man direkt die Verstellmechanik anflanschen. Weiteres gibt es im Robotic Bereich.

Grüße, Bernd

 

[PeterKa]

Das wäre auch eine denkbar günstige Variante. Die können z.B. 5 Umdrehungen, dafür brauchen sie etwa 4 Sekunden. Ist vielleicht etwas zu schnell, aber könnte in etwa passen. Das muß ich mir noch überlegen. Der Tip ist jedenfalls gut

PeterKa

PS: Ich hoffe Du teilst meine Überlegungen mit der Untersetzung.

 

[PeterKa]

So nach langer Pause habe ich nun die Arbeit wieder aufgenommen. ES geht zur Zeit um den ersten Spant des Motorträgers. Der war insgesamt sehr viel aufwändiger als man zunächst vermuten würde.

So sieht er im Moment aus.



Er sitzt noch in der ziemlich mitgenommenen Bördelform. Der ganze gebördelte Rand muß von Hand bearbeitet und verbohrt werden. Das ist relativ doof zu machen, ist aber nur Fleiss. An der Ecke kann man die Anfänge erkennen.

Der Spant muß nun in seine Endform gefräst werden. Dafür sind sage und schreibe 4 einzelne Fräsvorgänge erforderlich. Hier mal die Aufbreitung der Fräsdateien mit einem CAM Programm.




Zuerst einmal müssen die Passbohrungen auf der MDF Bodenplatte eingebracht werden. Danach wird der Klotz und das Blech ordentlich verklebt, damit es sich nicht lösen kann. Diese Arbeit ist nicht zu unterschätzen, die meisten Verluste passieren durch ein nicht ordentlich fixiertes Werkstück.

Danach werden nach und nach die Bohrungen und die fehlenden Aussparungen angebracht. ES ist recht umständlich, aber da ich mir nicht sicher war, daß das mit dem Bördeln klappt, habe ich mir das bis zum Schluß aufgehoben.

Wenn dieser Spant erledigt ist folgen noch ein weiterer, der jedoch einigermaßen einfach zu fertigen ist *Hust*. Dann kann die Gruppe komplett verbohrt, mit Gewinde versehen und endlich die Träger fertig genietet werden.

Ich habe mir den fertiggestellen und gealterten Spant immer wieder kritisch angeschaut. Das passt alles gut zusammen. Insbesondere die doch recht dezenten Gebrauchsspuren hinterlassen einen sehr authentischen Eindruck.

PeterKa

 

[Bernd E.]

PS: Ich hoffe Du teilst meine Überlegungen mit der Untersetzung.

Antriebsmotor oder Propverstellung?

Für den Antrieb ist ein Getriebe sicher nicht verkehrt!!!

Bei den Winden gibt es Verschiedene mit verschiedenen Geschwindigkeiten. Bei entsprechend vielen Turns sollte die Zeit passen. Auch ist dann die Kraft sicher ausreichend.

Grüße, Bernd

 

[PeterKa]

Es ist unwahrscheinlich. Gerade die relativ unscheinbaren Dinge machen die größten Schwierigkeiten. Der Kopfspant wie er aus der Fräse und verschiedenen Handnachbearbeitungen kommt.



Das ist ja nun mal ein Spant der nur aus einem einzigen Teil besteht. Leicht zu machen sollte man meinen. Na ja ihr konntet es verfolgen wieviele Einzelschritte nötig waren. Jetz ist es geschafft. Er wird nun glatt gemacht, behandelt und versiegelt.

Den dritten Spant habe ich mir auch gerade beguckt und bin tausend Tode gestorben. Ist leider auch ein ziemlicher Hammer. Hier noch mal die Originalzeichnung.



Die Formbleche sind ja schon gefräst, stellen aber nur einen kleinen Teil des gesamten Spantes dar. Der Rest wird aus Blechstreifen gebogen, gebördelt und genietet. Also das frißt auch viel Zeit. Ich weiß... no regret.. ist schon klar


Heute kam dann auch mein Getriebe von Maedler.



Es ist für 1 PS ausgelegt mit einer Sicherheit von 2,7. Aber das große Rad kann unmöglich so bleiben. Es wiegt 100 Gramm, also tonnenschwer. Ich werde das Rad nun ausdrehen und hoffe, am Ende bei 60 Gramm zu landen (ich hab mir sicherheitshalber 2 Getriebe bestellt).

Den Getriebeblock, an dem die Hohlwelle, der Motor und der Aktuator sitzt, wird ähnlich einem Helichassis aufgebaut. Für die Lagerböcke kann ich dan Heliersatzteile verwenden, was die Arbeit sehr erleichtert.

PeterKa

 

[Bernd E.]

Hallo Peter,

das ist ja wieder eine Spenglerei bei dir.

Ist das ein 9mm breiter Zahnriemen? Oder 15mm?

Grüße, Bernd

 

[PeterKa]

Der Zahnriemen ist 10 mm. Maedler hat 10 und 16 mm Lagerware. Das Rad wiegr 154 Gramm mich traf fast der Schlag. Habe es mal auf einer Seite ausgedreht, das waren 30 Gramm. Da muß ich noch doller ran. Die andere Seit wird etwas kniffeliger für Drehamateuere wie mich, weil ich am Zahnkranz nicht sauber spannen kann. Aber da fällt mir auch noch was ein.

PeterKa

 

[Bernd E.]

Hallo Peter,

aus eigener Erfahrung würde ich mit dem Zahnriemen auf 16mm gehen.
Die Belastung an einem Modellantrieb ist doch anders als bei normaler geregelter Dauerlast.
Ich hatte schon einige Risse bei 9mm, obwohl die Leistungsgrenze nicht überschritten war.

Props generieren schnelle Lastwechsel. Wer weiß schon genau was bei Flugfiguren und schnell wechselnder Last und Gasstellungen wirklich anliegt. Ich geh da immer auf Nummer sicher.

Als Beispiel:
DC-3 mit 1200 Watt pro Antrieb. Das ganze ohne harte Flugmanöver wie bei einem Jäger. Ich hatte 2 Zahnriemenrisse mit 9mm HTD, einer unmittelbar nach Neukauf! Von daher lieber die größere Breite.
Der Zahnriemen sollte die Last auch ohne Probleme verkraften. Aber scheinbar wird der Zahnriemen stärker belastet als man denkt.
Ach ja meine Getriebe hatten extra Spannrollen was ein Überspringen verhindert hat und die Umschlingung verbesserte.

Die Zahnscheiben dagegen können gut in der Masse reduziert werden. Sogar "ausgespeicht" werden wie man es bei Nockenwellenantrieben sieht.

Grüße, Bernd

 

[Ralfino]

Hallo Peter, möchte dir einen Vorschlag zum bearbeiten der Riemenräder machen. Die Bordrandscheiben kannst du mit einem passenden Maulschlüssel der auf die Riemenscheibe passt und einem Brett das eine Bohrung im Durchmesser der Bordrandscheibe hat heraustreiben. Die Scheibe ist nur aufgepresst und lässt sich durch vorsichtige Schläge lösen. Brauchen wirst du diese nicht mehr da bei genau fluchtenden Wellen der Riemen nicht weglaufen wird, eine Andruckrolle auf der Zugentlastenden Seite wird den Riemen führen. Die Andruckrolle sollte allerdings als Führungsrolle gefertigt sein. Die Bohrung für eine oder zwei Madenschrauben kannst du bedenkenlos zwischen die Zähne bohren und sauber Entgraten. Mit einem ausgedrehten Spannfutter kannst du die Riemenräder im Futter spannen ohne die Zähne zu beschädigen. Würde dir Empfehlen den Bund der Räder zu entfernen um dadurch einiges an Gewicht Einzusparen und es dabei zu belassen und kein weiteres Material abzutragen. Evtl. kannst du ja nachdem die Bohrung und Nut für die Welle gefertigt ist noch einige Erleichtungs Bohrungen machen, das wirst du dann sehen ob es Sinn macht. Im Übrigen möchte ich Bernd Zustimmen mit seinen geäußerten Bedenken bezüglich der Belastbarkeit, die Belastungsgrenze sollte nach meinen Erfahrungen nicht höher als +1 angesetzt werden. Einem Zahnriemen siehst du nicht an wann er den Geist aufgibt das passiert von jetzt auf gleich, Gruß Ralf

 

[PeterKa]

Danke für Eure wertvollen Tipps, die ich trotzdem durch die Macht des Faktischen nur teilweise berücksichtigen kann. Bei 10mm Riemen wiegt das Abtriebsrad satte 155 Gramm, das 16er Rad dürfte über 200 Gramm liegen. Man bedenke, es handelt sich um ein Modell mit 1,70 Spannweite und ca 5 Kilo Abfluggewicht. Irgendwo muß die Kirche im Dorf bleiben, wenn das Teil eines Tages auch mal fliegen soll. Bis zu 150 Gramm Gesamtgewicht durch das Getriebe kann (und muß) ich wohl akzeptieren. Das wird durch den höheren Gesamtwirkungsgrad wieder ausgeglichen.

Natürlich habe ich auch über eine Spannrolle nachgedacht. Ich gebe zu bedenken, daß die Räder nur ca. 10 mm Abstand haben. Die freie Länge des Riemens, also der Teil der schwingen kann liegt, ist etwa 70 mm. Ich kann mir nicht vorstellen, daß das zum Schwingen kommt. Die Riemenspannung ist selbstverständlich separat einstellbar.

Ich werde also die 10mm Riemen/Scheiben einbauen. Aber ich werde bei der Konstruktion des Gehäuses darauf achten, daß ich auf 16 mm wechseln kann, wenn mir bei den Testläufen irgend etwas im geringsten spanisch vorkommt.

Die Riemenscheibe konnte ich gut ins Futter spannen, sogar beidseitig. Zuerst am Bund, dann konnte ich innen Material ausdrehen und dann die andere Seite von Innnen spannen. Bin aktuell bei 110 Gramm. weitere 30 Gramm kann ich sicher noch einsparen. Die Bordrandscheiben werde ich beim Abtriebsrad entfernen. Dadurch kann das Rad noch ein bißchen mehr verschlankt werden. Das Führungsrad lasse ich weitgehend unverändert. So habe ich keine Bedenken, daß der Riemen wandert. Laßt mich mal ein bißen rumölen, ich zeig dann was dabei herauskommt. Ab an die Drehbank...

PeterKa

 

[PeterKa]

Sodele. Das Teil muß noch geschlichtet und entgratet werden. Es wiegt nun 73,5 Gramm. Damit bin ich zufrieden. Es wäre zwar sicher noch mehr drin, aber irgendwie ist das mit den Drehstählen die ich habe relativ schwierig. Daher muß auch die nicht ganz so sauberen Flächen nochmal glattziehen.





Die Bordrandscheiben waren ganz einfach zu entfernen. Habe einfach an der Kante etwas Material weggenommen, dann konnte ich die Scheiben mit einem Stückchen Holz abklopfen. Nach dem Feindrehen wird das Rad bei 70 Gramm landen, das ist ok für mich.

PeterKa

 

[Bernd E.]

Hallo Peter,

sieht gut aus. Was für ein Riementyp ist das? Nicht HTD oder?

Ich denke es könnten noch Erleichterungsbohrungen eingebracht werden.

Bei den Zahnscheiben lasse ich immer an der Aussenseite eine Scheibe stehen. Weil zum einen das Gewicht marginal ist und zum anderen der Riemen dann wirklich nicht weg kann. Den Bund für die Inbusschrauben mach ich auch immer weg. Der bringt nur Gewicht.

Wenn du gewichtsmäßig in dem Bereich bleibst könnte es auch mit dem 10er Riemen funktionieren. Bin etwas überrascht das der Flieger so "klein" wird bei der Detaillierung. Über tausend Watt würde ich auf keinen Fall darüber laufen lassen. Aber du hast ja geschrieben das du eine Upgradefunktion offen lässt. Das ist sicher nicht verkehrt!

Bin gespannt wie es weiter geht.

Grüße, Bernd

 

[PeterKa]

Der Riemen ist HT5. Den kleinen Bund lasse ich noch stehen, dann muß ich kein so extrem langes Loch für die Madenschraube bohren, vor dem mir immer graut. Ganz nebenbei hat dann auch die Bohrung mehr Fleisch. Ich bin jetzt bei 69 Gramm. Der Kern hat immer noch sehr viel Material. Da das Ausdrehen für mich aber immer sehr kitzlig ist, bringe ich nur noch ein paar Bohrungen an. Dann sollen 60 Gramm dabei rumkommen, und gut aussehen tut es auch.

Auch ohne Bund kann der Riemen nicht weg, da das Gehäuse recht nahe am Rad ist und ein Auswandern verhindert, was natürlich mit extrem hohen Verschleiß verbunden wäre, aber zumindest kann er nicht abwandern, das Treibrad hat ja den originalen Bund, okok, ein paar Zehntel nehm ich da auch noch weg. Wie gesagt, für das Gehäuse habe ich mir Helimechaniken als Vorbild genommen.

Getrieb war nicht eingeplant... eigentlich wollte ich mich mit diesen Problemen nicht belasten, aber mit dem Tool das Mädler zur Verfügung stellt ist es wirklich recht einfach.

Schönes Wochenende

PeterKa

 

[PeterKa]

Nun sind die Getrieberäder fertig.



Insgesamt habe ich weit über 100 Gramm abgedreht und ausgebohrt. Das große Rad wiegt noch 59 Gramm (vorher 154), das kleine 26 (vorher 34). Es soll jetzt gut sein. Es ist leichter geworden als ich mir das erhofft hatte.

PeterKa

 

[Bernd E.]

Top!!!

So hat das Getriebe ja gerade mal gute 100 Gramm.

Grüße, Bernd

 

[Ralfino]

 

[Anton Pfefferle]

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... Peter, Du bist ein Künstler!

Danke.

 

[PeterKa]

ach manno (spaziba ), jetzt werd ich rot... aber es ist ja kein Kunstwerk, sondern reines Handwerk. Zugegeben, so große Teile bringen meine Ausrüstung schon ein wenig ins Knirschen. Ist aber alles ohne große Verluste abgegangen. Morgen will ich das Getriebegehäuse zeichnen. Im Wesentlichen sind das 2 GFK (oder CFK) Platten, ein massives Alustück für die Achslagerung und Motorbefestigung, und ein zweiter Alulagerbock für die Hohlwelle. Das alles wird später in die Motorattrappe eingepasst. Aber erstmal will ich mich mit dem Verstellpropeller auseinandersetzen, den ich als die größte Herausforderung des gesamten Modells betrachte... ansich ein eher unscheinbares und fliegerisch auch weniger bedeutsames Detail. Aber es muß sein... weil es schwierig ist.. So bin ich gestrickt.

PeterKa