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Als Luftsportbegeisterter beschäftige ich mich seit ich 12 bin, mit der Modellfliegerei. Später erfüllte ich mir mit 18 meinen Traum vom Selberfliegen mit dem PPL-B (Motorsegler). Nun, zum Jahreswechsel 2013/2014, geht es mit dem eigenen Flugzeug weiter!

Noch mehr Metall…

Einige weitere Metallteile hergestellt:

  • Lager für Höhenruder aus 4 mm AW2017 mit abgeschrägter Rückseite, passende Gegenstücke (Konstrukteur: „Teil ohne Zeichnung“) für die Innenseite aus 1,5 mm AW2017, Gegenstück für den Umlenkhebel und Anlenkhebel Höhenruder aus 1,5 mm AW2017:

    Höhenruderlager, Gegenstücke.

    Höhenruderlager, Gegenstücke.

  • Lager für das Seitenruder aus 4 und 1,5 mm AW2017:

    Seitenruder-Lager.

    Seitenruder-Lager.

  • Innenhülsen für das Fahrwerkslager aus AW7075; für die Rillen habe ich mir einen Drehmeißel aus HSS geschliffen, was bestimmt 2 h in Anspruch genommen hat (Schleifen-Wasserbad-Schleifen-Wasserbad-… ja nicht ausglühen!). Weiterhin die Nabe für den Höhenruder-Umlenkhebel aus 8×1 mm V2A-Rohr geschnitten:

    Fahrwerksdämpfer-Innenteile, Nabe HLW-Umlenkhebel.

    Fahrwerksdämpfer-Innenteile, Nabe HLW-Umlenkhebel.

Ach ja: CNC-Fräse verkauft, da Budget für eine neue her muss. Die Portalfräse ist zu weich, um Alu vernünftig zu fräsen (Schruppen musste man mit 0,7 mm Aufmaß, um dann mit 0,1 mm Aufmaß gerade so das Nennmaß -0 + 0,2 mm zu erreichen). Mal schauen, was der Nachfolger wird (eins ist sicher: viel zu teuer)…

Umlenkhebel Höhenruder

Nach längerem Ausfall (Influenza lässt grüßen!) die Mechanik für den Höhenruder-Umlenkhebel vervollständigt. Hierzu den Umlenkhebel aus 4 mm AW 2017 auf der CNC-Fräse gefräst und die dazugehörige Nabe aus AW 7075 ebenfalls auf der Fräse geschruppt und dann auf der Drehbank fertiggedreht.

Innen kommt später noch eine D8x1-V2A-Hülse als Lager rein und eine M6-Schraube als Achse. Weiterhin müssen nach dem Eloxieren die Kugelgelenkleger GE6 UK noch eingepresst werden, dann ist diese Baugruppe komplett.

Einzelteile Höhenruder-Umlenkhebel.

Einzelteile Höhenruder-Umlenkhebel.

Höhenruder-Umlenkhebel zusammengebaut.

Höhenruder-Umlenkhebel zusammengebaut.

Hauptbolzen und Buchsen

Die Hauptbolzen sollen nach Vorschlag des Konstrukteurs direkt in gebohrte Löcher in die Spanten gesteckt werden, das ist mir zu gefährlich (gibt nach einiger Zeit ovale Löcher im Holz…).

Daher Buchsen für die Aufnahme des Hauptbolzens aus AW7075 gedreht.  Dabei das Passungsspiel minimiert, so dass die Buchsen gerade noch per Hand auf den Bolzen schiebbar sind. Die Bolzen haben Passung h7 => DA=18+0,00-0,02 mm; die Buchsen haben vor dem Anodisieren Di=18+0,19+0,10 mm. Durch das Anodisieren wird sich das nochmal um ca. 30 µm reduzieren.

Die Buchsen werden später in die Spanten C2 und C3 eingeklebt; damit der Kleber eine Chance auf Haftung hat, haben sie einen Kreuzrändel bekommen.

Buchsen und Hauptbolzen.

Buchsen und Hauptbolzen.

Ach ja: Die Hauptbolzen habe ich aus 42CrMoS4  machen lassen. Die haben Festigkeit 10.9, sind vergütet und plasmanitriert, Rockwell-Härte HRC 57-61. Das ging eindeutig über meine Kompetenzen (und werkzeugtechnischen Möglichkeiten) hinaus. Die werden definitiv halten!

Was lange währt…

… wird endlich gut!

Erst einmal die zwei „kleinen“ Nebenkriegsschauplätze bearbeitet: Drehbank-Spindeln ausgetauscht, CNC-Fräse Achsen repariert (da war ein Wagen der X-Achse lose, so dass alles beim Fräsen vibrierte), Motorhalter für Eurohals 43 mm versteift – hat mich in Summe zwei Wochen gekostet.

Dann das erste etwas komplexere Teil hergestellt: U-förmiger Halter für den Höhenruder-Umlenkhebel; muss aus 3 mm AW2017 gebogen und dann in drei Aufspannungen ausgefräst werden (mangels 4. Achse). Das war ein Drama in 5 Akten (auf dem Bild von links nach rechts):

  1. Alu auf der Abkantbank zu heftig umgebogen (mit einem Ruck von 90° auf 140° umgeklappt – Bruch). :-/ Naja, kann ja mal passieren…
  2. Y-Achse der CNC-Fräse auf der wirklich allerletzten Bahn ausgestiegen und mitten durchs Werkstück gefahren. Wie sich nach längerer Fehlersuche herausstellte, waren auf der Interfacekarte zwei Transistoren abgeraucht. 0,07 EUR pro Stück. Au Mann 🙁
  3. Sah ganz gut aus, beim Biegen das Innenmaß zwischen den U-Schenkeln 2 mm zu groß. Kann man ja noch irgendwie gebrauchen. Dann auch noch schön den Fräser abgebrochen (Teil wanderte direkt in die Tonne, nicht im Bild). Also nochmal…
  4. Fast fertig, nur noch mit der Fräse besäumen… und da habe ich auf der Tastatur wohl den Hotkey für „Programm Start“ getroffen. Auf jeden Fall rauscht die Fräse los, bis ich auf den Notaus komme, ist es auch schon zu spät. Und noch einmal… >8-(
  5. Alles ordentlich angerissen und mit dem richtigen Fräser bearbeitet (Tipp: nehmt Stirnfräser, keinen mit Fischschwanzanschliff – die taugen nix). War doch ganz einfach… 🙂
Beschlag Höhenruder-Umlenkhebel.

Beschlag Höhenruder-Umlenkhebel.

Biegevorrichtung für Blech

… eine kleine Episode zum Thema Pleiten, Pech und Pannen – auch genannt: Wie biegt man Duraluminium (AW 2017)?

Vorbereitung:

  1. Kernseife auf die Vorderseite des Alu schmieren.
  2. Das Alu so lange mit dem Bunsenbrenner auf der Rückseite erhitzen, bis die Kernseife schwarz wird (ca. 400 °C) und
  3. direkt danach in Wasser abschrecken.

Dadurch wird das AW 2017 für ca. 1 h geschmeidig und lässt sich biegen, ohne spröde zu brechen. Danach nimmt es seine ursprüngliche Festigkeit allmählich wieder an.

Dann zum Biegen selbst: 1. Versuch mit Amboß, Fäustel und Holzkern: Ich habe zunächst etliche Holstücke, die Schraubstock-Arretierung und schließlich die Verankerung der Werkbank zerstört, aber das Alu… nope!

1. Versuch: Amboß und Holzkern...

1. Versuch: Amboß und Holzkern…

… da ist weder eine vernünftige Kontur noch sonst irgend was hinzubekommen. Hämmern mit dem Fäustel artet in eine schweißtreibende Arbeit aus, da das Alu doch immer noch reichlich stabil ist. Irgend etwas im 90°-Winkel mit halbwegs bestimmbaren Radius hinzubekommen, kann man glatt vergessen. Da ist mir der Geduldsfaden ordentlich gerissen!

Guter Rat ist mal wieder teuer. Professionelle Abkantbänke, die für starkes Blech taugen, sind unendlich teuer (>1.000 EUR) und verstellen viel Platz – und wegen jedem Teil zur Schlosserei zu gehen, ist zu den „normalen“ Arbeitszeiten am Flieger von 20-24 Uhr nicht drin. Scheidet also aus.

2. Versuch: In der Bucht zum Probieren die billigste China-Abkantbank (Breite 450 mm) besorgt, die ich finden konnte (33 EUR). Die Spezifikation sagt: „Bis 0,8 mm Stahlblech“. Da das Alu großartig darin herumrutscht, wenn man das Deckblech nur mit Schraubzwingen „fixiert“, M8-Durchgangslöcher in Deckplatte gebohrt, Langlöcher in das L-Profil darunter (zum Einstellen des Biegeradius) und schon klappt es:

Biegevorrichtung.

Biegevorrichtung.

Gebogenes Kastenprofil.

Gebogenes Kastenprofil.

Damit kann es weitergehen…

Die ersten Aluteile

Die letzte Woche ist mit der kompletten Demontage des Kreuztischs meiner Drehbank und deren Grundreinigung ins Land gegangen (der Kreuztisch hatte bis zu 1 mm Spiel – Spindeln und Trapezgewindespindeln sind komplett ausgeleiert!). Der Reparaturversuch mit moglice war nicht besonders erfolgreich – jetzt haben die Spindeln zu wenig Spiel in den Muttern und die Schlitten laufen nicht mehr leicht. Leider ist das von Lesto benutzte Gewinde nicht in der Normreihe – Tr9x2… Ich habe mich entschieden, auf Tr10x2 umzusteigen, wird trotzdem eine teure Sache.

Also weiter im Takt mit dem oberen Beschlag für das Seitenleitwerk (aus 4 mm AW2017 gefräst). Der Fräser geht da durch wie Butter, insofern man mit Spiritus „schmiert“. Man muss ein wenig probieren, bis die notwendige Toleranz erreicht wird (die Portalfräse ist leider zu „weich“ im Aufbau). Schruppen beim 5 mm Zweizahn-Alufräser mit 0,65 mm Aufmaß und abschließendes Schlichten mit 0,15 mm Aufmaß ergibt -0/+0,3 mm im Endmaß, was OK ist. Die Aufnahme für das Kugelgelenklager mit 14H7-Reibahle eingerieben.

Beschlag oben für SLW.

Beschlag oben für SLW.

Das Ruderhorn für das Seitenruder aus dem gleichen Material gefräst. Die Biegerei gestaltet sich ziemlich schwierig. Das Material biegt sich immer an den Erleichterungsbohrungen statt dazwischen, die Bohrungen kann man aber kaum zum Schluß einbringen. Bin mal gespannt, was der Prüfer dazu sagen wird… immerhin kommt’s beim Biegeradius nicht auf den Millimeter an.

Ruderhorn Seitenruder.

Ruderhorn Seitenruder.

Bögen C1, C6-C10 hergestellt

Die Bögen C7-C10 aus 18 mm Okoume-Sperrholz mit der CNC-Fräse ausgesägt. Längere Aktion, da die lange Y-Achse der Fräse zwischendrin meinte, stehenbleiben zu müssen. Leider sind die Trapezgewindespindeln nicht abgedeckt… Beim zweiten Versuch hat’s dann geklappt:

Bögen C7 bis C10.

Bögen C7 bis C10.

Die Leistchen für die Bögen C1 und C6 sind mittlerweile getrocknet, Abweichend zu den Plänen habe ich beide zusätzlich zwischen unterster und zweiter Lage mit Kohlerovings verstärkt. Das ist lediglich was für’s Gewissen; die beiden Bögen bilden den einzigen Schutz bei einem eventuellen Überschlag (zu dem es hoffentlich nie kommt)…

Bogen C1 klebt in der Helling.

Bogen C1 klebt in der Helling.

Bogen C6 klebt in der Helling.

Bogen C6 klebt in der Helling.

Leisten für Bögen C1/C6 gebogen

Nachdem die Faserverbundwerkstoff-Teile zunächst einmal fertig sind, kann die Arbeit am Rumpfrücken endlich beginnen (endlich wieder mit Holz arbeiten!).

Zunächst die Helling für die Bögen C1/C6 von Mario geklaut (der hat die Bögen schon fertig). Ursprünglich wurde das Holz von der Außenseite (=Aussenkonturtreu) gebogen… Angeblich geht es sogar, ohne das Holz zu dämpfen – das klappt aber bei meinen Leistchen nicht, die brechen (an kurzem Stück ausprobiert). Weiterhin habe ich die Helling dann doch komplett neu aufgebaut; mit der CNC-Fräse die Innenkontur der Bögen aus MDF ausgeschnitten, damit ich die Leistchen außen herum biegen kann.

Schließlich die 25x4er Oregon-Pine-Leistchen ca. 40 Minuten in kochend heißem Wasser gelagert und dann alle gleichzeitig, aber Stück für Stück um die Helling herumgebogen. Das hat geklappt und ergibt hoffentlich gute (Innen-)konturtreue:

Bogen für C1 in der Helling.

Bogen für C1 in der Helling.

Bogen für C6 in der Helling.

Bogen für C6 in der Helling.

Jetzt müssen die Leisten erst einmal 2-3 Tage trocknen, bevor sie verklebt werden können.

Formen (V)

Zunächst Fahrwerksschwinge entformt, was ein größerer Act war. Die Schwinge wiegt vor der Besäumung glatt 6 kg, was eigentlich ~0,5 kg zu wenig ist; bedeutet: zu viel Harz drin (da die Dichte von Glasfaser 2,6 g/cm³ und von Harz 1,15 g/cm³ ist). Es gibt aber auch eine Tabelle, die spricht von 5,2 kg. <Ironie>So ein Glück, dass die Unterlagen wohlgeordnet und widerspruchsfrei sind</Ironie>.

Die Schwinge wird später einem Belastungstest unterzogen, bevor sie fertig eingebaut wird. Ich traue dem Braten nicht (gerade, weil der Konstrukteur darauf hinweist, dass bereits 3 von 9 Selberbauern ihre Schwinge neu machen)…

Fahrwerksschwinge vor dem Besäumen.

Fahrwerksschwinge vor dem Besäumen.

… und dann kamen die restlichen Formteile an die Reihe. Alles schön nass-in-nass laminiert:

  • Tanks: Die Gaz’aile2 verfügt über mehrere Rumpftanks. Der eine sitzt vor/unter den Sitzen, der andere hinter dem Instrumentenbrett „auf den Knien“. Ich bin mir noch nicht sicher, ob ich den Zusatztank genau so einsetzen werde, wie von den Formen vorgegeben (Position gefällt mir nicht, ist der Avionik etwas im Weg). Alle Tanks sind aus 106 g/m² Glasfaser, 170 g/m² Aramid. Gewicht Haupttank: 535 g. Tanksumpf: 41 g. Zusatztank: 683 g.

    V. o. n. u.: Zusatztank, Haupttank, Tanksumpf.

    V. o. n. u.: Zusatztank, Haupttank, Tanksumpf.

  • Kühlluft-Einlass: 106 g/m² Glasfaser, 170 g/m² Aramid = 253 g.
  • Kühlluft-Auslass: 106 g/m² Glasfaser, 170 g/m² Aramid = 149 g.

    Kühllufteinlass (oben, links) und -Auslass (unten rechts).

    Kühlluftein- und -Auslässe.

  • Verlängerungen Kühllufteinlass: 106 g/m² Glasfaser, 196 g/m² Carbon = 271 g (beide zusammen). Die werden später teilweise an die Motorhaube, teilweise in das Brandschott eingeklebt.
  • Radschuhe Hauptfahrwerk: Die sind etwas komplizierter im Aufbau: 106 g/m² Glasfaser, 170 g/m² Aramid. Die Verstärkungen habe ich statt aus Aramid aus 210 g/cm² Aramid/Carbon-Hybridgewebe hergestellt. Gewicht: 289/293 g.
  • Radschuh Bugrad: 106 g/m² Glasfaser, 210 g/m² Kohle/Aramid Hybrid, Loch innen mit 300 g/m² Glas überdeckt. Verkleidung Bugradstrebe: 106 g/m² Glasfaser, 170 g/m² Aramid = 92 g (da wird noch einiges abgeschnitten).

    Bugradverkleidung, Hauptradschuhe.

    Bugradverkleidung, Hauptradschuhe.

  • Verkleidung Seitenleitwerk: 106 g/m² Glasfaser, 170 g/m² Aramid = 79 g.

    Rumpfspitze, Übergänge Rumpf-HLW/SLW.

    Rumpfspitze, Übergänge Rumpf-HLW/SLW.

  • L-Winkel, mit denen später die Motorhauben am Brandschott befestigt werden: 106 g/m² Glasfaser, 2x 196 g/m² Carbon = 143 g. Die 300 g/m² Glas-Decklage ergänze ich später.

    Winkel Motorhaubenbefestigung.

    Winkel Motorhaubenbefestigung.

Weiterhin war noch eine Form für den Motor-Lufteinlass da, aber der hat die glatte Seite außen statt innen. Das werde ich später nur als Urmodell missbrauchen (muss sowieso mit Temperaturbeständigem Harz gebaut werden, das habe ich aber nicht da):

Auspuffverkleidung, Motor-Lufteinlass (grobform).

Auspuffverkleidung, Motor-Lufteinlass (grobform).

Noch etwas zum Gewicht: Insgesamt sind meine Formteile zusammen ca. 1,1 kg schwerer geworden als die angegebene Referenz (bei dieser gibt es aber einen erheblichen Anteil Luft zwischen den Gewebelagen, das wollte ich zugunsten der Bauteilfestigkeit nicht riskieren). Ist auch der Technik geschuldet (alles Handlaminat). Das von mir zuerst angedachte Vakuumpressen habe ich aufgrund der Kosten (Lochfolie, Saugflies, …), zur Verfügung stehende Zeit und Wabbeligkeit der Formen nicht realisiert.

Resumee: Alles in allem war das Abformen eine Aktion von ganzen 4 Wochen, hat mich ~7 kg Harz gekostet und um einige Erfahrungen reicher gemacht (wie immer). Manche „Schönheit“ ist der knapp bemessenen Zeit zum Opfer gefallen (habe die Ausleihzeit gut ausgenutzt…). Wird beim Finish nachher seine Zeit kosten, das wieder zu richten.

Hauptfahrwerksschwinge und weitere Formteile

Gestern weitere Formteile (Radschuh Bugrad und linkes Hauptfahrwerk, Tanksumpf) laminiert (Bilder folgen).

Heute dann die Hauptfahrwerksschwinge laminiert. Das ist ein ziemlich langwieriger Prozess, da hier etliche (~28 Lagen) UD-Glasfaserband (650 g/m²) aufeinandergestapelt werden müssen, und zwar so, dass sie nachher an allen Stellen auf der gleichen Höhe ankommen. Also zunächst einen Helfer (Vater) organisiert, mit Mittagessen bestochen und die 10 cm-Gewebebänder aus UD-Gelege zurechtgeschnitten:

Arbeitsvorbereitung.

Arbeitsvorbereitung.

… dann Lage für Lage auf einer PE-Folie eingeharzt (mit Rolle), aufgelegt …

Auflegen der Gewebelagen.

Auflegen der Gewebelagen.

… und die Luft rausgedrückt (mit Rundpinsel und Squeegee). Manchmal musste auch noch ein wenig Harz nachgestrichen werden, damit das nicht zu trocken wird.

Andrücken und Luftblasen herausdrücken.

Andrücken und Luftblasen herausdrücken.

Kurze Zeit später (6 1/2 h hat das Laminieren gedauert, ohne Pausen in einem Rutsch durch!), sicherheitshalber noch eine zusätzliche Lage drauf und mit dem Teflonband formgenau in die Form gedrückt:

Alle Lagen drin und übriges Harz herauspressen.

Alle Lagen drin und übriges Harz herauspressen.

Bin ich mal gespannt, wie sich das Teil entformen lässt.