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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!
Bugrad

Bugradgabel

Das Fahrwerk muss fertig werden, aber da gab es noch eine Baustelle… die Bugradgabel.

Nach zwei erfolglosen Biegeversuchen meinerseits habe ich die Aufgabe, das 6 mm starke AW 2017-Blech zum U zu biegen, einer ortsansässigen Schlosserei überlassen. Diese hat dann auch mehrere Versuche gebraucht, da das Material extrem stark zurückfedert.

Das so gebogene U habe ich noch in Form gebracht und mit den notwendigen Bohrungen für die Achse versehen (manuell, da es nicht ordentlich auf der Fräse einspannbar ist):

Fertige Bugradgabel.

Motor

Getriebeplatten

Das Getriebe verlangt eine Front- und eine Rückplatte aus 8 mm starkem AW 2017. Da meine BF20L einen zu kleinen Y-Weg hat, muss man 2- bzw. 4 Mal umspannen, um es gelingen zu lassen.

Das zentrale Loch für das Antriebszahnrad ist mittels Ausbohrkopf als saugende Passung zum jeweiligen Gegenstück ausgeführt. Beide Platten haben noch einige Erleichterungsbohrungen mehr bekommen; das FEM meint, an den Stellen spiele das keine Rolle.

Fertige Getriebeplatten.

Weiterhin angefangen, den Motor (PSA 1.4 TUD3 K9A) zu zerlegen und die Wasserpumpe zu erleichtern (ohne Bilder, kommen nach). Das ist mit der Flex eine Sauerei ohne gleichen, der Alustaub verteilt sich überall…

Motor

Leichte Motorhalter

Irgendwie sehen die Originale etwas überdimensioniert aus. Das sagt auch das FEM… vor allem die oberste Schraube ist statisch eigentlich nur zur Verzierung da. Also alles Material weggenommen, was nicht trägt und in Summe mal wieder ~100 g gespart. Die Festigkeit der Teile ist dank geringerer Kerbwirkung nebenbei auch noch ~30% größer.

Beide Teile habe ich wie üblich auf meiner BF20-CNC-Fräse  hergestellt (aus 8 mm AW 2017 mit 1x Ausschuss wegen Faulheit – nicht fest genug auf Opferplatte gespannt):

Motorhalter.

Motor

Hülsen und Gabelköpfe für Getriebebefestigung

… aus AW 7075 gedreht, und mit M16-Außengewinde versehen (Freistich gemäß DIN76-B nicht vergessen)…

Hülsen Getriebe.

…bzw. aus AW 7075 gedreht, gefräst und gebohrt (in insg. 4 Aufspannungen):

Gabelköpfe Getriebe vorne.

[edit] Die hintere Gabelköpfe gleichermaßen hergestellt und mit M16-Innengewinde versehen:

Gabelköpfe Getriebe hinten.

Motor

Leichte Getriebehalter

… mal wieder etliches Gewicht gespart, deshalb dauert’s auch wieder etwas länger…

Das Getriebe hat zwei vordere Halter, in welchen jeweils ein Dämpferelement steckt. Diese waren ursprünglich recht ausladende 2-teilige Biegeteile; ich habe sie auf deutlich kleinere 1-teilige AW 7075-Frästeile umkonstruiert.  Die Halter werden später direkt auf der hinteren Getriebeplatte verschraubt:

Getriebehalter.

Gespartes Gewicht: 2×98 g = 196 g bei wesentlich größerer Festigkeit der Teile als beim Original (mit FEM nachgerechnet).

Motor

U-Abstandshalter für’s Getriebe

… aus einem gezogenen AW 6060-Rechteckrohr 50x50x3 hergestellt. Das war im Vergleich zu den Felgen einfach, aber das AW 6060 ist im Vergleich zu meinem bevorzugten Material AW 7075 butterweich (jeweils 3 Aufspannungen):

U-Abstandshalter Getriebe.

Hauptfahrwerk

Hauptfahrwerksachse, Teil II

Nachdem die Beringer-Bremssättel da sind, die Geometrie für die Hauptfahrwehrks-Achsflansche festgelegt und auf der BF20 gefräst / gebohrt. Auch hier war meine Spannvorrichtung leider suboptimal und es musste mal wieder per Hand bedämpft werden…

Fertige Hauptfahrwerksachsen.

Hauptfahrwerk

Hauptfahrwerksfelgen, III.

Es ist vollbracht; die letzten großen Teile der Hauptfahrwerksfelge sind entstanden. Der Reihe nach:

Zunächst geprüft, ob das Vorhaben zumindest grob machbar erscheint. Das ist der Fall, da auf der BF20 mit einem, sehr präzisen, geliehenen 125er Drehtisch (vielen Dank, Kongo!) gerade noch genug Platz für die Bearbeitung bleibt (5 mm nach vorne und immerhin noch 2 mm nach oben – das ist geradezu luxuriös, wenn man vergleicht, wie wenig Platz beim Drehen zum Schlitten existiert 😉

Passprobe auf der BF20.

Kurze Zeit und 3 Säcke AW7075-Späne später fällt dann der erste Drehling von der CNC-Drehbank, bei dem die N7-Passung für das spätere Kugellagergehäuse auch wirklich stimmt (3x Ausschuss – besonders ärgerlich, da die Bearbeitungszeit auf meiner 0,8 kW „starken“ Drehbank durch die kleine Zustellung doch recht lang ist!):

Bremsenseite Hauptfahrwerksfelge, Drehling.

Schließlich die Innenseite auf der BF20 freigefräst und mit Kernbohrung für das M6-Gewinde versehen:

Bremsenseite Hauptfahrwerksfelge, freigefräst.

… und zu guter Letzt die Ausschnitte für die Befestigung der Behringer-Bremsscheibe (Zukaufteil!) mit radialer Bearbeitungsrichtung gefräst, gefast, gebohrt und schließlich mit M6- und M2,5-Gewinden versehen. Der erste Schritt ist dabei besonders peinsam, denn das Felgenteil hat die akustischen Eigenschaften einer Glocke und schwingt beim Fräsen sofort auf. Also die Schwingung von außen bedämpft – und zwar mit der nicht zur Nachahmung empfohlenen Vorgehensweise per Hand…

Wenn ich sowas nochmal machen sollte, gibt’s eine separate Spannvorrichtung (und eine größere Fräse, denn dafür ist auf meiner BF20 schlicht und ergreifend kein Platz mehr). Auf dem Bild links unten ist die Bremsscheibe zur Verdeutlichung schon mal eingelegt.

Bremsenseite Hauptfahrwerksfelge fertig.

Das war das bisher mit Abstand komplizierteste Einzelteil, was ich in einer Kleinserie jemals hergestellt habe (wohl dem, der ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum mit automatischem Werkzeugwechsler sein eigen nennt)!

Fehlen nur noch die kleinen V2A-Blechbiegeteile zur schwimmenden Lagerung der Bremsscheibe auf der Felge. Das V2A hat eine fast 10-fach geringere Wärmeleitfähigkeit als AW7075 und wird benötigt, damit beim Bremsen die Felge nicht weich wird…

Bilder vom Zusammenbau folgen (schon probiert, passt alles) 😀

Werkstatt

Neue CNC-Schnittstelle: PoKeys57CNC und Mach4

Wechsel von Mach3 zu Mach4 als CNC-Software oder auch: Der Parallel-Port muss weg, muss weg, … ist weg!

Das Plugin für den Parallel-Port von Mach4 funktioniert leider nur rudimentär, nicht wie man es von Mach3 gewohnt ist. Backlash-Kompensation und Gewindeschneiden z.B. geht gar nicht. Daher muss man etwas anderes verwenden. Eine Möglichkeit ist das PoKeys57CNC, damit kann man bis zu 8 Achsen mit 125 kHz über Ethernet ansteuern (16-fach-Mikroschritt -> Butterweiches Fahren der Achsen).

Damit das PoKeys-Board die Drehzahl der Spindel während des Gewindeschneidens schön unter Kontrolle hat und den Vorschub passend nachregelt, braucht man eine Scheibe mit einem Schlitz an der Spindel und eine Lichtschranke, z.B. mittels eines CNY37. Leider hat meine Selbstbau-Steuerung einige Störstrahlung erzeugt und man muss dieses Signal entsprechend filtern und entstören. Anbei meine Schaltung, wie das EMV-stressbefreit funktioniert:

Spindel-Index-Schaltung.

Der RC-Tiefpass sorgt für eine Glättung der Signale vom CNY (Störungen holt man sich gerne über das lange Kabel zur Lichtschranke rein). Der 74HCT14N ist ein klassischer Schmitt-Trigger, welcher das Signal invertiert und mit Schalthysterese an die Steuerung gibt. Die Versorgung der kompletten Schaltung erfolgt direkt aus dem PoKeys57CNC und zieht weniger als 15 mA. Der Aufbau dauert weniger als 30 Minuten auf einer Streifenplatine.

Motor

Festlager Antriebswelle

Das Festlager für die Getriebe-Antriebswelle hat etwas länger gedauert, und zwar wegen eigener Dummheit… aber hier die Fehlschläge der Reihe nach:

  1. Nullpunkt mit falschem Werkzeug auf Drehbank gesetzt -> 1 kaputte Wendeschneidplatte, Neujustage der Werkzeugaufnahme. Teil #1 irreparabel beschädigt.
  2. Das Festlager hat eine Passung zur Aufnahme eines Kugellagers. Es ist wohl vermessen zu sagen, ich hätte mich vermessen, aber das war wohl so (leider nicht Untermaß, sondern 5/100 mm Übermaß)… daher Teil #2 Ausschuss. Zu allem Überfluss ist mir somit das passende Rohmaterial ausgegangen. Erstmal Pause und durchatmen. =8-/
  3. Im Fundus war noch eine von den Felgen übriggebliebene Ronde mit ∅=170 mm. Die musste erst einmal auf ∅=80 mm abgedreht werden, was aufgrund der gigantischen Motorleistung meiner CNC-Drehbank etwas länger dauerte. Dafür alle Nullpunkte richtig gesetzt, bei der Passung nicht vermessen und auch die Bohrungen abschließend korrekt gesetzt. Bei den letzten 3 Bohrungen hat sich zu allem Überfluss auch noch ein Schlauch der Minimalmengenschmierung aus dem Festo-Verbinder gelöst und mit den 2 bar Druck das Schneidöl ordentlich verteilt => Riesensauerei in und um die Fräse, da ich der nur eine Holz-Umhausung gegönnt habe. Da muss mal Blech dran.

Das Ergebnis der Mühe (wie so oft, aus AW 7075):

Festlager Antriebswelle, Rückseite

Festlager Antriebswelle, Vorderseite.