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Einziehfahrwerk

endlich in die Tat umgesetzt. Ein kleines Mikro steuert über eine Elektronik ein Servo an. Das heißt: wenn laut Fahrwerk rein, Zeitpunkt des Einfahrens kann eingestellt werden, Motor aus also leise, Fahrwerk wieder raus. Der Starthelfer betätigt beim Start einen Schalter um die Elektronik zu aktivieren.
Fahrwerk ist von Robart, Elektronik von Jomar Elektronic.

 

Kunstflieger mit Einziehfahrwerk: Ein über 20 Jahre alter Traum.

Hatte ich schon öfter daran gedacht, sah ich es bei der WM 1982 in Schweden das erste mal.
Ein Kunstflugmodell mit Einziehfahrwerk. Einer der Chinesen führte es vor. Es war zu dieser Zeit sehr schwer an die Teilnehmer heranzukommen. Aber ich glaube herausgefunden zu haben, dass die Ansteuerung über einen Zeitschalter funktionierte.

1984 folgte dann mein erster Versuch. Zuerst experimentierte ich mit einem pneumatischen Einziehfahrwerk, dass über den Motordruck gesteuert werden sollte, herum. Leider hat die Ansteuerung nie gearbeitet, der Rest des selbst gebauten Fahrwerkes schon.

Danach entwarf mir ein guter Freund eine einfache elektrische Schaltung, die in der Lage war ab einer bestimmten Temperatur, durch einen Sensor gemessen, der im Auspuff montiert war, die Polung am Ausgang zu vertauschen. Das heisst, ein angeschlossener Elektromotor würde ab einer bestimmten Temperatur, die einzustellen war, die Laufrichtung ändern. Mit anderen Worten: Fühler warm, also Motor läuft - Fahrwerk rein, Sensor kalt, also Motor aus - Fahrwerk raus. Vor der Schaltung war eine Zeitverzögerung eingebaut, so dass nach dem Einschalten erst eine einzustellende Zeit ablaufen musste, bevor der Sensor aktiv wurde und Strom auf den Ausgang gab. Das Ganze wurde an ein ausgeschlachtetes Servo angeschlossen, welches das Einziehfahrwerk betätigen sollte. Jetzt hatte ich noch das Problem zu lösen, das der Strom unterbrochen wurde, wenn das Fahrwerk eine seiner Endstellungen erreichte. Dieses Problem wurde mittels einer beträchtlichen Anzahl von Mikroschaltern gelöst. Der Kabelbaum von der Tragfläche zum Rumpf war fingerdick.
Das System an sich hat einwandfrei gearbeitet, leider knickte bei der Landung öfter mal ein Fahrwerkbein ein. Das eigentliche Fahrwerk, das einzig gekaufte Teil erwies sich als nicht besonders stabil. Danach erfolgte eine mehrjährige Pause, irgendwann musste auch ich mal anfangen Geld zu verdienen.

In der Ausgabe September 1994 von Flying Models wurde dann eine Elektronik vorgestellt, die alle meine Bedürfnisse erfüllte. Ein Schalter wird vom Starthelfer beim Loslassen umgelegt, eine einstellbare Zeitverzögerung, die das Starten des Modells ermöglicht, läuft ab, dann ist die Schaltung scharf und ein Mikrofon „hört“, ob es Laut oder Leise ist. Bei laut, das heißt, - Motor läuft - Fahrwerk rein, bei leise, also Motor aus - Fahrwerk raus. Ein normales Servo kann angeschlossen werden.
- Genial, kein Kabelsalat mehr. Es muss übrigens sehr laut sein, dass die Schaltung auch wirklich - Motor läuft - meldet. Auf einen Prüfstand gebaut fuhr das Fahrwerk erst bei einer Entfernung von ca. 1,5 m von einem voll drehenden Teamracemotor ein.

Ich bestellte mir sofort die Elektronik bei Jomar Electronic baute sie auf den erwähnten Teststand und war hochzufrieden. Probleme machte nur die Geräuscherzeugung für Testläufe. Zuerst nahm ich eine elektrische Orgel, nachdem die Familie schon unter Schlafstörungen litt hab ich es dann mit einem Walkman und extrem lauter Rockmusik geschafft (Ohrhörer direkt aufs Mikrophon). In der späteren Bauphase hab ich einen Servotester angeschlossen, um einfacher Probeläufe zu bewerkstelligen.

Danach legte ich das Projekt wieder für mehrere Jahre auf Eis. Für Wettbewerbsfliegen, Training, Hausbau, Beruf und Familie (Kinder sind nur einmal klein) war einfach keine Zeit für ungewisse Experimente. Nach der WM 2004, ich war mit meinem Sohn Felix in der Nationalmannschaft, mein bisher grösster Erfolg, entschloss ich mich das Wettbewerbsgeschehen nun nicht mehr nur noch von der ernsten Seite zu sehen, sondern auch mal ein Experiment zu wagen.

Ich entschloss mich für einen meiner bestehenden Impactrümpfe eine neue Fläche mit Einziehfahrwerk zu bauen. Ich wollte auf jeden Fall die ganze Technik in der Fläche unterbringen um eine Kabelverbindung zwischen zwei Bauteilen zu verhindern. Jetzt ging es an die Bauteilsuche. Es sollten relativ leicht zu beschaffende Serienprodukte verwendet werden, ausserdem sollte der Gewichtszuwachs in vertretbaren Grenzen liegen.
Als Servo (nur eins wird benötigt) habe ich ein spezielles Einziehfahrwerksservo der Firma HiTec # HS-75 BB (sogenanntes 180° -Servo) genommen. Dieses Servo hat den Vorteil, dass es mechanisch sehr stabil aufgebaut ist und nichts anderes kann als von einer Endstellung in die andere zu fahren, mehr soll es ja auch gar nicht können. Ich hatte zuerst daran gedacht zwei kleine Servos einzubauen um aufwendige Mechaniken zu verhindern, aber auf dem Teststand zitterten mir die Teile zu viel, ausserdem hätte man jedes Servo für sich einzeln sehr stabil verankern müssen um die nicht unherheblichen Kräfte während des Einziehvorgangs zu kompensieren. Bei der Einservolösung heben sich die Kräfte gegeneinander auf.
Als Stromversorgung fand ich 330 mAh NimH-Zellen mit nur 6g Gewicht pro Zelle. Vier solcher Zellen wurden zu einem Akkupack von 4,8V zusammengelötet. (Wenn man hier keine Erfahrung hat bitte unbedingt von einem erfahrenen Freund/Freundin helfen lassen. Man kann die Dinger schnell zerstören). Das Akkupack habe ich mit Stromanschlusssteckern versehen.(Ich habe für alle Steckverbindungen Servokabelanschlussstecker genommen, die reichen für die auftretenden geringen Ströme auf jeden Fall). Anschliessend wurde das ganze mit Schrumpfschlauch versehen um die mechanische Belastbarkeit zu erhöhen. Die Zellen habe ich bei Conrad bekommen aber andere Anbieter, wie zum Beispiel Battmann haben sie auch im Angebot.

Die Elektronik habe ich wie erwähnt bei Jomar Elektronic bestellt. Man braucht etwas Geduld, die scheinen nicht die schnellsten zu sein. Falls man noch an den Artikel in der Flying Models kommt, kann man die Schaltung auch selbst aufbauen, dort ist alles genauestens beschrieben.(Einfach mal im Forum fragen) Es könnte Schwierigkeiten mit der Beschaffung eines Mikrophons geben, da dass dort beschriebene Mikro anscheinend nicht mehr hergestellt wird. Vielleicht haben wir schlaue Köpfe unter uns die uns allen weiterhelfen können. Eventuell kann ich auch in der Zukunft bei der Beschaffung weiterhelfen. Ich arbeite gerade mit einem Freund daran. Wenn wir Glück haben gibt es die Schaltung dann auch in SMD-Technik, dass würde heissen, noch kleiner und noch leichter (aber das ist noch Zukunftsmusik).
Bei der Mechanik gibt es zahlreiche Produkte auf dem Markt. Hier wird mit Sicherheit der eigene Geschmack mit entscheiden. Das leichteste was ich für unsere Zwecke entdeckt habe ist das Robarts #600. Leider ist es in Deutschland relativ teuer. Wenn man einen Freund in den USA hat kann man das Fahrwerk für 35$ erwerben. Alle anderen Fahrwerke die ich gefunden habe waren pro Seite mindestens 20g schwerer, machten aber zugegebener Massen auch teilweise einen stabileren Eindruck.
Als Schalter habe ich einen handelsüblichen Minikippschalter aus dem Elektronikladen genommen. Sollte man einen in der spritzwassergeschützten Version bekommen, dann auf jeden Fall den nehmen, da Wettbewerbe ja bekanntlich bei jedem Wetter stattfinden.

Gewichtsbetrachtung:
Fahrwerksmechanik - ca. 15-20g schwerer als bei einem normalen Torsionsdrahtfahrwerk.
Der Akku und der Schalter können umsonst (gewichtsneutral) als Aussengewicht mitfliegen.
Die Elektronik wiegt ca. 10-15g je nachdem ob man sie mit oder ohne Gehäuse einbaut.
Für Kabel würde ich 20g rechnen.
Ausserdem wiegt die eigentliche Fahrwerksanlenkung auch noch.
Im Idealfall könnte also der Gewichtszuwachs bei 60-100g liegen.
Aber wie gesagt nur im Idealfall. Bei mir waren es gleich mehr wie 200 g, aber das buche ich unter Lehrgeld. Bei der nächsten Fläche werde ich ein paar Dinge anders machen, mehr dazu später.

Jetzt zum Einbau:
Ich habe den gleichen Punkt fürs Fahrwerk gewählt wie bei der starren Version. Ein grosser Fehler wie ich aber blöderweise viel zu spät bemerkte.
So hatte ich keinen Platz mehr um das Servo zwischen Rumpf und Fläche zu setzen und hab das Servo hinter die Fahrwerkslinie gesetzt und alles über Umlenkhebel angesteuert. Ein ziemlicher Aufwand sowohl mechanisch als auch gewichtsmässig. Beim nächsten Modell werde ich den Fahrwerkseinbaupunkt so wählen,dass zwischen die Fahrwerke noch das Servo passt. Dann braucht man nämlich keine Umlenkhebel mehr, sondern würde mit zwei kleinen Drähten zur Anlenkung auskommen.

einziehfahrwerk-1

 

Die Fahrwerksrippen wurden folgendermassen umgebaut. Man macht sich eine einfache 1:1 Zeichnung,so dass das Rad später unter die Nasenleiste kommt. So ermittelt man den Winkel unter dem das Fahrwerk einzubauen ist. Es ist zu beachten,dass noch auf die Rippen der U-förmige Träger für das Fahrwerk zu leimen ist. Die so veränderten Rippen werden bis kurz hinter dem Holm mit 1mm Sperrholz verstärkt.

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Die Fläche wird danach in gewohnter Weise aufgebaut. Auf die Fahrwerksrippen kommt der U-förmige Fahrwerksträger. Jetzt kann das Fahrwerk probeweise eingebaut werden. Dort wo das Fahrwerk im Flug später ruht entfernt man den unteren Teil der Rippen um einfacher einen Fahrwerksschacht einbauen zu können. Jetzt ist es Zeit sich Gedanken über die Radbefestigung zu machen.
Ich habe vor dem Biegen des Fahrwerksdrahtes eine ca. 0.5mm tiefe und ca 0,3mm breite Nut in den Fahrwerksdraht geschliffen und dann erst den Draht genau gebogen. Man muss an diesem Punkt äusserst sorgfältig arbeiten, damit später alles passt. Das Rad wird mit einem Sprengring gesichert.
Diese Methode hat den Vorteil, dass man mit der ganzen Konstruktion nicht so weit in die Fläche kommt und das Segment nicht oder fast nicht verlegen muss.

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Sind die Räder montiert kann man die Radschächte einbauen. Ich baute Formteile aus Carbon, aber Holz tuts genauso. Die Teile werden provisorisch eingebaut und mit Holz umrahmt. Dann baut man die zuvor herausgetrennten Rippen wieder so ein, dass sie mit den anderen Rippen fluchten. Jetzt ist vor dem Beplanken nur noch das Servo einzubauen und dann kann beplankt werden.

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Die Elektronik kam in die zusätzliche Aussparung hinter dem Servo. Bei Servo Elektronik und Batterie bitte an die Konstruktion von Wartungsklappen denken.

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Danach werden noch der Akku und der Schalter in den Randbogen eingebaut alles verdrahtet und öfter getestet. Läuft alles zur Zufriedenheit kann die Fläche in gewohnter Weise fertiggestellt werden.
Die Fahrwerksverkleidungen habe ich aus Carbon folgendermassen hergestellt: Kohlematten 4fach mit gut Übermass zuschneiden. Jetzt je zwei Matten auf eine Folie legen auf der Epoxy nicht klebt (die Trennfolie von Oracover ist ideal). Die Matten jetzt mit Epoxy tränken und mit der gleichen Folie abdecken. Wir haben jetzt also zwei getränkte Kohlepäckchen. Diese werden auf die fertig beplankte Fächenoberseite genau über die Fahrwerke gelegt und leicht angeschmiegt (hier aufpassen, dass kein Harz austritt und die fertige Fläche versaut). Nach dem Aushärten werden die Verkleidungen zugeschnitten und können dann über Kreuz montiert werden (rechts oben nach links unten und umgekehrt). Die eigentliche Montage ist recht simpel: Auf Höhe des Rades wird ein Weissblechstreifen zur Oberflächenvergrösserung angelötet. Dann wird das Fahrwerk eingefahren und auf 2-3 Punkte des Fahrwerksdrahts wird sehr gutes Silikon satt auf getragen. Das Silikon muss ca. 1mm über die Fläche ragen. Jetzt werden die Radverkleidungen aufgelegt und man lässt alles über Nacht austrocknen.(Aufpassen,dass kein Silikon an die Fläche kommt). Am nächsten Tag das Fahrwerk wieder ausfahren und Radverkleidung komplett mit Silikon an Fahrwerksdraht und Blech verkleben. Zur doppelten Sicherheit habe ich dann noch die Verkleidungen mit dünnem Draht an zwei Stellen an die Fahrwerksbeine gesichert. Das Ergebnis dieses Aufwandes ist ein fast perfekt abgedeckter Radschacht und auch im Fahrwerksbereich weitgehende Profiltreue.

Beim Erstflug empfehle ich mehrmaliges Testen am Boden. Also Schalter auf aus, Motor anlassen, Modell anheben und dann Schalter betätigen. Je nach Einstellung sollte das Fahrwerk nach 5-15 sek. Einfahren. Jetzt den Motor abstellen und das Fahrwerk sollte ohne Verzögerung ausfahren.
Ich habe die Zeitverzögerung immer noch auf maximale Verzögerung stehen. Dies gibt etwas mehr Zeit, wenn man einen Starthelfer hat, der nicht vertraut mit dem System ist.
Immer dran denken: Erst im Moment des Loslassens den Schalter umlegen.

Flugerfahrung: Beim Einfahren will das Modell deutlich steigen und man muss gegensteuern. Innen- und Aussenloopings kann man gleichmässiger steuern. Bei Turbulenzen habe ich das Gefühl, dass das Modell weniger wackelt. Mehr kann ich im Moment nicht sagen, da mein Prototyp doch 2 KG schwer geworden ist.
Alles in allem gebe ich aber zu, dass die Vorteile vor allem in der Optik bzw. im Schaueffekt zu finden sind, aber es macht Spass. In der ersten Saison hatte ich keine Bauchlandung. Manche Punktrichter warten bei jeder Landung darauf. Ich hoffe ich kann Sie noch lange enttäuschen.
Die einzige Fehlfunktion bis jetzt war, dass das Fahrwerk im Flug herauskam und draussen blieb. Wahrscheinlich war eine kalte Lötstelle auf der Platine schuld.

Fehler die beim nächsten Modell hoffentlich verbessert werden können:
Das Gewicht der Einbauteile muss gleichmässiger verteilt werden. Ich habe alles in die Aussenfläche gebaut um Aussengewicht zu sparen. Dabei war ich so gründlich, dass ich dann 30g Blei auf der Innenfläche brauchte. (60g verschenkt).
Die Fahrwerke werden weiter nach aussen gesetzt um die Umlenkmechanik zu sparen.
Ich werde für dass nächste Modell komplette Radschächte für die Räder und die Fahrwerksbeine aus dünnem GFK herstellen, dass wird wahrscheinlich viel Anpassarbeit sparen.
Das allerwichtigste Problem, was gelöst werden muss, ist allerdings eine Möglichkeit zu finden das Spornrad einzuziehen, denn erstens sieht das Spornrad wirklich doof aus und zweitens nervt mich die „multible Spornradmeckerei“ von diversen Leuten, die sich dann noch Freunde nennen.

 

Preise für Leute die so etwas auch mal testen möchten:
Fahrwerk zwischen 35 $ und 60 €, je nach Quelle.
Elektronik ca 50 $ (wenn sich genug finden,wäre zu überlegen Bastelpackungen zusammenzustellen)
Servo ca. 40 €
Akku und Schalter ca. 25 €

Falls noch Fragen sind diese bitte im Forum stellen, dann haben alle was davon.
Private E-Mails werden selbstverständlich auch beantwortet

Uwe Kehnen

 

 

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