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

[PeterKa]

Ja natürlich geht das ohne Knicke. Dann muß das Material nach "oben" ausweichen wenn es gestaucht wird. Das passiert genau so beim Hämmern. Allerdings bedarf es dazu eines Gegenlagers was die vielen Hammerschläge aushält, dafür scheiden dann gedruckte Formen aus. Ich habe geben gerade den gezeigten Kreis per Hammer gebördelt. Das Gegenlager war aber ein massiver Aluminiumklotz, da ging das.

Wasn ma ebenfalls hinkriegt ist das Material zu pressen, damit es sich dehnt, geht leider bei konvexen Bögen genau in die falsch Richtung. Und natürlich geht auch die sogenannte Fließmethode, Dazu ist dann eine Presse mit etwa 10-20 Tonnen Druck erforderlich und natürlich entsprechend belastbare Formen. (Siehe Vorschlag Laserschneiden von Pylonracer). Also ich sehe im Moment keine wirkliche Alternative zu meinen Versuchen, die ja auch meinen Fertigkeiten Rechnung tragen müssen, dem Geldbeutel, der bei Rentnern gern mal erheblich schmaler wird, sowieso.

Bin am Rechnen....

PeterKa

 

[PeterKa]

Ich hab ein wenig mit Excel gespielt. Ich willte wissen, wieviele Sicken (Einziehungen) eingepresst werden müssen damit das Material weder gestaucht noch gedehnt werden muß. Außerdem interessierten mich die Abmessungen des Stempels, also der Winkel unter dem gedrückt wird, sowie die Tiefe.

Ich muß das zunächst verdeutlichen.



Solche Nuten müssen geschaffen werden. Dieses Bild zeift die Form (die später gedruckt wird). Die Sicke ist einfach eine schräg angebrachte 2 mm Bohrung, damit ergibt sich die Schnittform automatisch.

Die Menge an Material das hier versenkt werden kann hängt vom Durchmesser der "Bohrung" ab. Die mathematischen Zusammenhänge habe ich im Excel Sheet formuliert. Hier ein Rechenbeispiel, das den Bedingungen an meiner Mustang angepasst ist.



Die Eingabeparamter sind: Materialstärke, der Radius des entsprechenden Bogensegmentes, (also die Krümmung, die man zeichnerisch ermitteln oder abschätzen kann), die Höhe des Falzes, und der Winkel der Sicke. (das entspricht dem Winkel des Drückwerkzeugs)

Daraus errechnet sich alles. Bei einer Falzhöhe von 4mm und einem Radius von 100 mm muß laut der Rechnung 4% an Material in die Sicken gebogen werden. Klingt wenig, aber die Zusammenhänge sind linear und bei einem Radius von 10mm sind es bereits 40%.

Die Größe der Einziehungen errechnen sich ebenfalls. Mit den hier gewählten Maßen ist die Sicke 2 mm breit und 1 mm tief. Ich kann damit 1,1 mm Überlänge verstecken.

Und daraus ergibt sich schlußendlich ein Abstand der einzelnen Sicken von 28,3mm.

Solange an den Maßen der Sicke nichts verändert wird kann hier für alle Radien der benötigte Abstand abgelesen werden. Der Zusammenhang zwischen Radius und Abstand der Sicken ist linear, somit bedarf es keine weiteren Graphen um für jeden Radius den richtigen Abstand zu errechnen.

Das mit dem Radius mag zunächst etwas willkürlich erscheinen, denn die Konturen sind ja selten kreisrund. Es ist aber rechnerisch einfach und jede Krümmung kann leicht in Bogensegmente zerlegt werden, der Radius sich direkt aus der Zeichnung entnehmen läßt. Das ist normale Konstruktionsarbeit.

Ich bitte diese langantmigen Ausführungen zu entschuldigen. Für ein ordentliches Ergebnis sind solche Zusammenhänge allerdings sehr wichtig, zu lesen bekommt man es selten, zumindest hier im RCN.

Wer das kleine Excel Sheet haben möchte möge mich anpiepsen.

PeterKa

 

[PeterKa]

Das ist die Arbeitsplatte (6mm Edelstahl) mit den noch unvollendeten Pranken, den beiden fertigen Werkzeugen und der ersten Form.



Ich will zum ersten Test einfach einen Halbkreis oder sogar Vollkreis sauber hochbördeln.

Meine Formel ergab für den Kreis von 50 mm Durchmesser 12 Sicken. Die Form entstand in 90 Minuten auf dem Drucker. Wenn sie den Biegekräften standhält ist das Verfahren gebongt.



Die Arbeitsplatte erhält nun noch Bohrungen um entweder die Krallen oder die Form selbst sicher befestigen zu können.

Noch nicht endgültig geklärt ist, wie ich die Sicken am besten eindrücke, denn durch dies Pressung wird der Falz in die Nähe von 90 Grad hochgebogen. Ein starres Werkzeig, wie die Räder verbietet sich also. Hier muß ich noch experimentieren, aber zuerst muß die Arbeitsplatte fertig werden.

PeterKa

 

[Andreas U.]

Hallo Peter,

also vielleicht ein wenig Info als Besitzer eines manntragenden Flugzeugs in Metallbauweise.
Ich nehme an das Du in den Rippen die 1. Handlöcher anschrägen willst und 2. Rundungen z.B. auf den Rippen machen möchtest?

zu 1. Diese Handlöcher wurden früher mit klassischer Stempel Matritze Technik gemacht. Heute macht man das mit Gummimatten die mittels Wasser unter hohen Druck gesetzt werden. Also Du hast nur noch ein Formteil (kann aus Pertinax oder Metall sein und oben drüber kommt dann die Presse mit der Gummimatte. Dort werden bis zu 200 Tonnen Druck eingebracht und so das Metall kalt verformt. Bei den verwendeten Legierung (6061) ist letzteres immens wichtig.

Zu den Rundungen macht man es etwas anders wenn es dünne Bleche sind. Dort werden dreieckige Kerbschnitte eingebracht und dann wird dort Segmentweise umgebogen. Um ein einkerben ins Alu zu vermeide, sind diese Kerbschnitte immer mit einem Radius versehen, sowohl an der Biegekante als auch am Ausschnitt selbst. Die umgefalzten Bleche sind dann in der Regel die Nietpunkte der Rippen/Spanten.
Auch hier ist es so das sich die Legierungen sehr schlecht stauchen bzw. dehnen lassen. Das 6061 ist so hart das es bei mehrmaligem biegen bricht wie Glas.

An meiner Maschine sind alle Rippen exakt so produziert.

 

[PeterKa]

Ich wurde von z.B. diesem Video inspiriert:

https://www.youtube.com/embed/Pd59GsX9Oa8?wmode=opaque&start=0

Hier wurde das exakt so gemacht, wie ich es jetzt versuche. Das mit den V-Nuten ist meine Sache nicht.

Die Falze der Handlöcher mache ich mit einem Stempel in meiner kleinen Handpresse. Gezeigt habe ich das bei meinem Motorträger der mehrere Dutzend dieser Löcher hat.

Es führen viele Wege nach Rom

PeterKa

 

[PeterKa]

Es hat ein wenig gedauert bis dann so alle Teile fertig waren.





Es ist ein vielseitig verwendbarer Aufspanntisch. Das Besondere ist, daß die Position des Werkstückes solange perfekt reproduzierbar bleibt, bis die großen Schrauben der Pranken gelöst werden.

Für die Pranken musste ich etwas monströse U-Scheiben drehen. Da das Material relativ weich ist, würde sich eine kleinere Scheibe oder gar eine Schraube sehr schnell eingraben. Die Dicke der Scheiben ist so gewählt, daß die Schrauben in Originallänge bleiben können und nicht unten aus der Platte herausstehen.

Als mein Sohn mich im Keller werkeln sah gab er etwas von sich, was auf gallisch wohl mit "Toc Toc" übersetzt würde. Nun ja, recht hat er. Mal sehen ob die Mimik funktioniert.

PeterKa

 

[PeterKa]

Mit einem Rest Lithoblech habe ich dann den ersten Versuch gestartet... Hier die Bilder:









An der eingeblendeten Zeit sieht man, wielange ich daran gewerkelt habe.

Das Werkstück ist nicht optimal geklemmt, die vordere Kante liegt nicht fest genug auf, daher ist der Biegradius hier nicht gleichmäßig.

Die Nuten habe ich bei diesem ersten Versuch mit einem Schraubenzieher eingestoßen. Sie sind daher nicht exakt gleich. Das muß ich noch ändern. Auch habe ich den Eindruck, daß ich noch zuviel Material stauchen muß, die Nuten sollten also noch etwas vergrößert werden. Ansonsten sieht es gar nicht soooo schlecht aus.

Die Rippen werden aus anderem Alu hergestellt. Das muß ich auch noch testen, bevor es losgehen kann. Und für die Nuten muß ich mir einen Stempel schleifen.

PeterKa

 

[depronator.]

Was für Aufwand. Gute Modellbauer sind immer ein Bissl verrückt. Aber im positiven Sinne.

Schaue staunend zu
Juri

 

[PeterKa]

Ich kann mich noch gut erinnern als ich mit der 3D Druckerei anfing gehörte ich noch zu den Pionieren was den Einsatz im Modellbau betrifft. Da gabs dann so manchen mitleidigen Kommentar.

Für das was ich tue gibt es allerdings nichts Besseres. Der Stempel war in 10 Minuten gezeichnet und 30 Minuten gedruckt. Das soll mir mal jemand in der Genauigkeit aus Metall nachmachen, oder gar aus Holz oder wie auch immer.

Und so arbeitet es sich damit.





Einfach an die Nut anlegen und mit einem Hämmerchen formen. Das Material ist stabil genug um das eine Weile auszuhalten, und das Ergebnis ist Top.

Die Aluminiumplatte ist die, die für die Rippen und Spanten vorgesehen ist: 0,2mm 6000 irgendwas Alu. Wie Papier, ohne die Sicken völlig unbrauchbar. Mal sehen wie es mit den Sicken aussieht.

PeterKa

 

[PeterKa]

So schaut es dann aus.. Perfektion werde ich wohl erst nach längere Übung erlangen. Das ist im Moment aber noch nicht so wichtig, da es um das Verfahren geht. Weitere Experimente mache ich dann mit korrekt vorbereiteten echten Rippen. Dazu muß ich mich aber erst wieder in die Unterlagen vergraben.



Das Material scheint dicke stabil genug zu sein. Ein Problem bleibt noch: Trotz aller Bemühungen gelingt es nicht ohne Weiteres den Winkel von 90 Grad exakt einzuhalten. ich werde sicherlich etwas "überbiegen müssen. Aber das will ich mir an den Rippen anschauen.

Übrigens gibt es natürlich Stellen wo man um V-Einschnitte nicht herumkommt. Immer wenn der Radius unter 10 mm fällt versagt die Sickenemethode.

PeterKa

 

[PeterKa]

Nachdem hier eine Zwischenetappe genommen ist, habe ich nun heute die Aktuatoren fertig verkabelt. Das ist keine schwierige Arbeit, aber sehr fummelig, weshalb ich sowas gerne vor mir herschiebe.

Ein letzter Blick ins offene Gehäuse:



Außer daß eine der Platinen in Flammen aufgegangen ist gab es keine besonderen Vorkommnisse. Das Getriebe hat Fett bekommen, alles ordentlich verstaut und getestet...

Der Weg von ca. 15 mm wird nun in 12 Sekunden durchfahren. Die Stromaufnahme beträgt zwischen 80 und 150 mA je nach Belastung. Zur Zeit läuft der Dauertest mit einem Servotester. Wenn das 2 Stunden gelaufen hat, kann der Aktuator verbaut werden.

Die Änderungen haben ihn signifikant verbessert. Das zweite Exemplar werde ich heute Nachmittag verkabeln.

PeterKa

 

[Kyrill]

Schöne Fortschritte! Ich danke dir das du deine Lehrtätigkeit hier wieder aufgenommen hast! Man kann so viel lernen...

 

[pylonrazor]

Es hat ein wenig gedauert bis dann so alle Teile fertig waren.
Als mein Sohn mich im Keller werkeln sah gab er etwas von sich, was auf gallisch wohl mit "Toc Toc" übersetzt würde. Nun ja, recht hat er.

Hallo Peter,

es hat ein wenig gedauert, aber jetzt habe ich es kapiert: Trouble Obsessionnelle Compulsive!
Wir hier draußen wissen es ja schon länger. Nun ist deine Familie auch dahinter gekommen. Dein Junior wird mir immer sympathischer.

Unbedingt weitermachen!
Andreas

 

[PeterKa]

So sieht dann die Endkontrolle und das Einlaufen der Getriebe aus. In der Realität gehen die Stempel immer rauf und runter, das müsst ihr mir halt glauben.



Übrigens Endkontrolle ist ein Begriff der in China vollständig unbekannt ist... Das macht der Kunde, so ist der Deal.

Ich habe 3 Exemplare fertig. War viel Arbeit und viel Gehirnschmalz. Ein einzelner Aktuator kostet zwischen 80 und 200€. Mir leuchtet ein, woher der Preis kommt, aber hier auf dem Tisch liegen jetzt schätzungsweise 200€ Einkaufswert, etwa 40€ habe ich für die Teile (Servos, Potis, etc.) hingelegt.

Öhmmm.... also mit meinem (Ex-)Stundensatz wären es dann wohl eher an die 10000€, aber das ist eine ganz andere Geschichte

Ich werde jetzt zunächst das Seitenleitwerk bauen, dann wird die Antriebseinheit fertiggestellt.

PeterKa

 

[PeterKa]

Das mit der Sickenpresserei ist noch nicht ideal. Ich hab was neues entworfen, das ich aber erst zeige, wenn es funktioniert.

Aber wie versprochen geht es mit dem Seitenruder weiter. Die erste, äußerst mühevolle Arbeit ist es, aus den tausenden Zeichnungen diejenigen herauszufinden, die relevant sind und Auskunft über die genauen Maße und Formen geben.

Trotz mehrmaligem Durchblättern glaube ich nicht schon alles gefunden zu haben, was mich nicht davon abhält das was da ist zusammenzutragen.

Dies Zeichnung gibt den ersten Überblick.



Sie ist wohl als Schablone für den Bespannungsstoff sowie die genaue Lage der Zackenbandstreifen gedacht. Fürs erste liefert sie genug Information.

Dann habe ich nach allen Zeichnunge geforscht die irgendwie mit den Rippen und Holmen zu tun haben könnten. Das waren einige und sie lieferten mit den Bezeichnungen ( Z.B. STA25 -> 25 '' oberhalb der Waterline) konkrete Bemaßungshinweise.



Das habe ich dann in einem Excel Sheet zusammengefasst um nicht immer wieder Zeichnungen suchen zu müssen. Man sieht, daß mir noch zwei ganz wichtige Maße fehlen, da die Top Rippe und die Bottom Rippe nicht mit Stationsnummern gekennzeichnet sind.Die Maße muß ich anderen Zeichnungen entnehmen, aber das erfordert einiges an Stöbern.

Dann wurde die Grundlage für die 3D Konstruktion geschaffen, nämlich das Gerüst der Ebenen.



Für jede der hier eingezeichneten Ebenen habe ich eine Zeichnung (manchmal gilt eine Zeichnung für mehrere Rippen, da muß man sich dann durchfummeln).

Jetzt geht es ans Zeichnen der Rippen.

PeterKa

 

[PeterKa]

Noch ein kurzer Nachtrag zum Sickendrücken. Habe ein kleines Werkzeug gebaut.



Die Sicken werden damit perfekt. Ich werde später noch ein paar kleine Verbesserungen anbringen, zum Beispiel den Stempel mit einer Metalleinlage versehen, aber erst einmal soll es genügen.

PeterKa

 

[Kyrill]

Wieviel Kraft braucht es dafür Peter? Geht das einfach mit dem Daumen?

 

[PeterKa]

Es geht mit dem Daumen, man muß allerdings feste drücken. Ich habe daher in der zweiten Version den Hebel verlängert und noch eine Verstärkung eingezogen. Bei ersten Probedrücken hat das eine Verbesserung gebracht. Abwarten

PeterKa

 

[PeterKa]

Das Drückwerkzeug ist nun verbessert. Es wird aber für das Seitenruder noch nicht benötigt, erst wieder für HLW und Fläche.

Also bin ich jetzt an den Zeichnungen für das Seitenleitwerk (Vert. Stabilizer +Rudder). Der Anfang war bereits voller unliebsamer Überraschungen. Da ich kein Photo eines unbespannten Seitenruders gefunden habe, bin ich auf die Zeichnungen angewiesen, die leider nicht vollständig sind. Zm Beispiel fehlt mir ein wichtige Zeichnung mit den Außenkonturen, auf die immer wieder referenziet wird. So muß man einige Maße eben abschätzen. Bei Ruder fehlt darüber hinaus eine Zeichnung für eine Rippe (STA54), das kann man selbstverständlich herausfummeln, das hält aber ziemlich auf. Immerhin die erste Rippe ist gezeichnet und damit hat sich der ganze Wahnsinn des Aufwandes in voller Pracht gezeigt.

Also es ist eine ganz ganz einfache Rippe des Seitenruders, vom Seitenruderholm bis zum Ende. Und hier die Zeichnung.



Die Rippen sind nur aus Blech aber das ist 2 mal gebördelt, damit die Bespannung einen festen Halt bekommt und nicht durch ein Blechkante beschädigt werden kann. Da aber zusätzliche Verstärkungen aufgebracht werden, ist die Bördelkante alles andere als gleichmäßig.

Eine kleine Gemeinheit sind kleine Kreise die auf den unteren Rippen, nicht aber auf den oberen zu finden sind. Es sind kleine Dellen die eingeprägt werden, ganz sicher um die Steifheit zu erhöhen. Ich weiß keine andere Funktion dafür.

Na ja und dann entsteht so ganz langsam die 3D Zeichnung.



Erstmal nur eine Rippe. Das 3D Modell ist das, was später als Form ausgedruckt wird. Die plane Zeichnung ist die Fräsvorlage.

Beim Betrachten gibt es dann Licht und Schatten. Licht ist, daß ich auch die doppelte Bördelung mit meinen Werkzeugen hinbekomme. Schatten ist, daß es wohl nicht so einfach sein wird, die Dellen zu prägen. Am besten wäre das ja in der Fräse machbar, aber dann ist das Blech nicht mehr plan und ich bekomme Probleme beim Biegen. Schlimmstenfalls verzichte ich auf dieses Detail.

Es wird sicher 1-2 Wochen dauern, bis alle Rippen und Holme gezeichnet sind.

... Und ich bin auf ein weiteres Problem gestoßen....

Es ist nicht möglich, die kleinen Teile zu vernieten, und es war sicher auch so nicht vorgesehen, Nietenlöcher werden grundsätzlich eingezeichnet, sind hier aber nicht vorhanden. Die Bleche müssen verschweisst werden. Es genügt sicher eine Punktverschweißung, aber hierfür benötige ich ein vernünftig regelbares Gerät, das ich natürlich selbst bauen werde. Es nimmt kein Ende, gelle. Ist aber sauspannend

PeterKa

 

[PeterKa]

Das sind die ersten drei Formen. Außer den Sicken, die nicht nötig sind weil die Kontur nicht gewölbt ist, kommt alles vor was häßlich ist und wofür ich Lösungen gefunden habe.



Der Rand ist nicht gleichmäßig. Vorne ist eine Vertiefung für ein aufgeschweisstes Blech. Hinten ist die Rippe deutlich höher. Es ist so, daß der Überstand so bemessen sein muß, daß er im Vorderen Bereich nochmals umgebördelt wird. Dies Kante läuft nach hinten über die Schräge und die Rippen sind im letzten Bereich 5mm hoch und nicht 2 mal gebördelt. Das kann alles in dieser Form zurechtgedrückt werden. Ebenfalls sind die Erleichterungsbohrungen vorhanden, die dann mit einem konischen Stempel ihre Sicke erhalten.

PeterKa