Problemlösung in 3D

3D CAD 

 

Erst nachdem die Rumpfteile der Beluga’s laminiert waren, sahen wir wie eng das Heck wirklich ist. Ich wollte die Fummelei, die ich bei meiner Ohio habe, nicht auch noch bei der Beluga weiterführen. Unsere Recherchen (Danke Boris!) brachten folgende Ergebnisse: Geplant, aber noch vor Ausführung verworfen, war auch die Konfiguration mit X-Ruder. Weiterhin sollten auch verschiedene Propeller getestet werden. Geplant waren außer einem konventionell Propeller auch Sichel-Propeller, gegenläufige Propeller (wie bei der Albacore) und Pumpjet. Welche Arten eingebaut wurden ist leider nicht zu erfahren, ich gehe aber davon aus dass der Pumpjet-Antrieb nicht getestet wurde.


Anhand der Fakten wollte ich mich nicht zu sehr auf eine Bauart festlegen. Ich machte mir da ein paar Tagen Gedanken darüber und kam auf eine Idee. Um bei Wartungsarbeiten nicht das ganze Heck abschrauben zu müssen, dachte ich an eine weitere Trennung kurz vor den Ruder. Dies hätte auch den Vorteil eine andere Ruderkonfiguration einbauen zu können. Bei einem Telefonat mit Lothar sprach ich diese Sache einmal an. Und noch bevor ich ins Detail gehen konnte machte er mir genau denselben Vorschlag. Er hatte die Problematik wahrscheinlich schon beim zeichnen des Bootes erkannt. Es gab aber noch weitere Fragen zu klären.

Die übliche Anordnung der Servos in Kreuzformation (die Servohebel zeigen nach innen) ist wegen des schlanken Hecks nicht direkt machbar. In diesem Fall wäre der Verschlussring zu weit nach vorne gerutscht und damit jeder Vorteil dahin. Ich wollte die Servos so einbauen, dass die Ruderhebel außen liegen. Die Servos sollten daher in einen Technikträger eingebaut werden der in das vordere Heck hinein ragt. Trennt man das hintere Heckstück ab, wären sie so offen zugänglich. Wieder einmal war der geringe Durchmesser das Problem, also entschied ich mich die Servos hintereinander einzubauen. Vorne zwei Servos nebeneinander für die Seitenruder und dahinter (wegen dem kürzeren Gestänge) zwei Servos nebeneinander für die Tiefenruder (90 Grad gedreht). 

Die Ablehnung oder “wo bleibt da die Antriebswelle???”

Ich hatte auch schon eine Form für die Servohalter im Kopf. Ich zeichnete eine Art Spant inkl. Servos und schickte sie Dirk und Lothar zur Ansicht. Die Reaktion war aber eher verhalten, wahrscheinlich weil man in einer 2D Ansicht nicht wirklich erkennt was das alles überhaupt soll. Ich hatte auch das Loch für die Antriebswelle vergessen welches natürlich auch sofort bemängelt wurde. Ich lies mich aber nicht entmutigen, ich wusste es lag an der Präsentation der Sache. Scheinbar muss es schon Hollywood sein, eine Bierdeckel-Skizze reicht da nicht aus damit es gekauft wird. In 3D könnte man auch gleich sehen ob das alles so funktioniert wie ich es mir vorstelle. In 2D ist das ganze sehr schwer zu überblicken.

Ein Freund hatte die Lösung, er lieh mir seinen Laptop mit 3D-Software. Online-Lehrbuch sei Dank konnte ich nach kurzer Zeit auch schon einige 3D Objekte erstellen. Nachdem ich alle relevanten Funktionen ausprobiert hatte fing ich an zu planen.

Aha! oder “passt irgendwie nicht richtig”

Es wurden Teile gezeichnet die dann später in Baugruppen zusammengebaut wurden. Eine sehr elegante Lösung weil ein Teil das später verändert wird auch gleich in der Baugruppe geändert wird. Als erstes habe ich einen Servos konstruiert (dauerte nur 5 Minuten). Mit diesem Servo konnte ich ermitteln wie der Haltespant auszusehen hatte. Es musste mehrmals geändert werden damit die Ruderhebel nach hinten frei lagen. Eine M5-Gewindestange wurde eingefügt und mit den Bohrungen des Spants verknüpft. Nachdem noch zwei Kopien des Spants eingefügt wurden konnte man schon erkennen wie das alles einmal aussehen soll. Wenn ein Teil in seiner Form fertig gestellt ist kann man es sehr leicht verändern, man muss nur die Maße des Teils ändern. Somit konnte ich sehr schnell jegliche Kollisionen mit anderen Bauteilen eliminieren. Auch die Möglichkeit das ganze Objekt zu drehen hilft sehr bei der Konstruktion.

Als die Spanten, Gewindestangen und Servos miteinander verbunden waren konnte ich den Verbindungsring konstruieren. Dieser verbindet die Servohalter mit dem hinteren Verschlussring. Man möchte ja nicht immer alle Servos ausbauen nur um an die Ruderkoker zu kommen. So langsam kam auch der endgültige Durchmesser der Verschlussringe zum Vorschein, jetzt war es möglich in der 2D-Zeichnung von Lothar nachzuschauen wo die Trennung stattfinden wird. Und auch ob genug Platz für diesen längeren Servohalter, nach vorne ist dann ja doch nicht unendlich Platz. Es passte alles.  Allerdings nur bis ich die Verschlussringe im Detail zeichnete. Lothar schlug vor das Heckteil von hinten (außenbords) zu verschrauben. Diese Idee fand ich genial. Dazu wurden in den Spant vier Löcher für die M5-Schrauben eingezeichnet und auf 10mm angesenkt. In dieser Flachsenkung stecken 10mm Messingröhrchen die durch das Heck nach hinten rausragen. Ein M5-Gewinde im vorderen Verschlussring erforderte allerdings etwas mehr Wandstärke als ursprünglich geplant. Dies war aber sehr schnell behoben. Um alles besser sehen zu können entschloss ich mich noch einen Heckkegel zu zeichnen. Das war etwas komplizierter aber auch kein großes Problem. Da ich immer noch nicht wusste wo diese Öffnungen zwischen den Ruder liegt wollte ich auch diese Zeichnen. Das war aber dann doch schon ein ganzes Stück Arbeit, es hatte sich aber gelohnt.

Wow! oder “Konstruktion goes Explosion”

Als ich entdeckte dass die Software noch mehr kann war alles aus. Es ist möglich einzelne Teile transparent zu machen oder ganz auszublenden. Nicht nur dass man alles besser sehen kann, das Programm läuft dann etwas flüssiger. Das Beste ist aber die Möglichkeit eigene Explosionsansichten zu erstellen. Hat man verstanden wie es geht dann geht es auch recht fix. Und es sieht dann schon sehr ansehnlich aus. Nach und nach fügte ich Muttern und Schrauben hinzu, dies geht sehr bequem aus der Toolbox. Das konzentrische und deckungsgleiche Verknüpfen ist allerdings bei 20 Scheiben und Muttern etwas nervig. Ich habe soweit alle Teile gezeichnet die Relevant sind, bei entsprechenden Verknüpfungen von Servohebel, Rudergestänge, Ruderhebel, Ruderachsen und Ruder, ist es möglich Kollisionsprüfungen zu machen. Bewegt man den Servohebel dann bewegt sich über das Gestänge auch das entsprechende Ruder.  Man sieht also schon vorher ob genügend Ruderausschlag vorhanden ist.

Was eine Planung in 3D wirklich bringt zeigt sich noch… gebaut werden muss es noch.