Der Team AMGzero Segler

1.Fahrgestell

Bevor wir mit der ersten richtigen Aufgabe, der Lenkung, anfangen konnten, mussten wir erst mal ein Grundgerüst bzw. unser Fahrgestell bauen.

Dafür haben wir für die Radachse Pressschichtholz mit den Maßen 2cm x 6cm x 90cm verwendet. Bei diesem wurden die Kanten, aus optischen und Luftwiderstandsgründen, mithilfe eines Abrichters abgerundet. Für die Verbindungsachse haben wir ein Stück mit den Maßen 2cm x 6cm x 141cm zurechtgeschnitten.

Diese beiden Bretter sind nun an der Radachse mittig zusammengeführt worden. Aus optischen Gründen haben wir jeweils eine kleine Ausschalung angefertigt, damit es relativ plan aussieht. Die Stabilität hat darunter nicht gelitten (bis jetzt jedenfalls =)).

Für die jeweiligen Räder haben wir relativ stabilen, aber leicht federnden VA- Stahl genommen. Dieser hat die Abmessung 2.5mm x 3cm x 12cm und wurde auf circa 105 Grad gebogen, damit der Segler nicht gleich bei jeder Schräglage umkippt. Als Räder kamen für uns Inline Allrounder mit der Härte 85 A und dem Durchmesser 110mm infrage. Dazu kamen jeweils zwei einfache Kugellager und ein Spinner. Der fertige VA-Stahl wurde mit zwei M4er Gewindeschrauben fixiert. Für die Radaufhängung haben wir eine längere M5er Gewindeschraube mit passenden Unterlegscheiben und Muttern genommen und in jeweils einem der beiden vorgebohrten Löchern zusammengeschraubt. Zur Sicherheit für den Cup, um notfalls den Schwerpunkt weiter nach unten zu verlagern, befindet sich dort das zweite Loch.

Bis jetzt sind wir sehr zufrieden damit, da der Rollwiderstand gering ist.

2.Lenkung

Durch unsere Zeichnung hat sich ergeben, dass der Lenkachswinkel circa 63 Grad betragen sollte. Doch wie sollte unser 80mm Rad mit der Härte 83 A und unsere Möbelrolle, wo das Rad mithilfe von 3 zusätzlichen Unterlegscheiben genau reinpasste, befestigt und angesteuert werden?

Es entstand Folgendes:

Wir haben uns wieder 2.5mm starken, 3cm breiten und 16cm langen VA-Stahl genommen und diesen in der Mitte auf der Kantbank auf 27 Grad gebogen, damit wir wieder auf den Lenkachswinkel von 63 Grad kommen. Dann klappte unsere Idee, zwar nach mehreren Versuchen, den Servo mit den Maßen 4cm x 1.5cm x 2.5cm in einem elektrisch zurecht gehobelten 8.5cm x 8cm x 4,5cm Holzstück zu versenken. Der VA-Stahl wurde mit einer Oberfräse versenkt und mit zwei M4er Gewindeschrauben zusammen mit der Möbelrolle fixiert. Der Kopf der kleineren Gewindeschraube befindet sich unter dem Servo. An den Seiten der Radaufhängung befinden sich jeweils zwei Schrauben, die das zu einem langen U gebogenen Aluminiumstück (14cm lang, 2cm breit und 1mm dick) mit der Rolle fixieren. Von diesem Stück aus haben wir ein gleiches, einst 21cm langes Stück am Servo, mit einem längeren und stabileren Arm, mithilfe von 2 kleinen Gewindeschrauben befestigt. Das Stück wurde am äußersten Ende um 180 Grad gebogen, um den möglichst besten Halt zu gewährleisten. Danach wurde es am ,,U-Stück“ mit einer Gewindeschraube fixiert und auf der Höhe vom Servo um 90 Grad gebogen. Damit der Servo nicht so schnell kaputt geht, hatten wir uns für leicht nachgebendes Aluminium entschieden und den Servo ohne zu verschrauben in das Loch eingelassen. Wichtig war jedoch, dass sich der Servo in der Lenkachse zum Rad befindet, damit die Lebensdauer des Servos nicht stark beeinträchtigt wird und damit man ein optimales Lenkergebnis erzielt. Ob man alles richtig gemacht hat, zeigt sich immer erst, nachdem man getestet hat. Bei uns lenkt(e) der Servo optimal, bis es zum Crash mit der Bordsteinkante kam. Dann  war der Servo nämlich defekt und die Holzkonstruktion gebrochen. Dies haben wir, wie es im Video zu sehen ist dadurch gelöst, indem wir die Holzkonstruktion durch eine Metallkonstruktion ersetzt haben und den  Servo ausgetauscht haben.

Die stabilere Metallkonstruktion:

3.Segel

Für das Segel mussten wir uns erst einmal eine Konstruktion überlegen, wie wir den Baum unten halten und wie der Mast befestigt wird. Wir hatten uns schon einen Mast aus Exel Kohlefaser CFK Rohr mit 10mm Außendurchmesser und 8mm Innendurchmesser besorgt. Dazu noch einen Baum aus gleichem Material mit 8mm Außendurchmesser und 6mm Innendurchmesser und 1m Länge. Als Mastlänge haben wir 1m für das Starkwindsegel und 2m für das Leichtwindsegel gewählt.

Die Konstruktion ergab sich wie folgt: Eine 8mm Gewindestange für den Mast, welche am unteren Ende an eine mit dem Segler verbundene und um ca. 27 Grad geneigte Platte gekontert ist. Der Baum wird gehalten durch eine 6mm Gewindestange und einer angeschweißten Unterlegscheibe. Dies wurde mit Sicherheitsmuttern an der Maststange in Position gebracht, sowie leicht gebogen, damit der Baum später parallel zum Fahrgestell ist. Um das Segel später aufzustellen, haben wir den Servo kurz vor dem Mast eingelassen und die Schnur um eine Umlenkrolle am hinteren Ende des Seglers gelegt. Dann haben wir lange geguckt, wie wir die Öse ausrichten, um immer genug Kraft zu haben und das Segel möglichst weit aufstellen zu können. Die ganzen Seile und die Feder haben wir, wie es im Video zu sehen ist, an Unterlegscheiben befestigt. Um den Baum haben wir eine Schraubschelle befestigt, woran das Seil befestigt wird. Nachdem das getan war, haben wir die Segel mit der Nähmaschine genäht. Als Hilfe haben wir uns eine Tapete genommen, um die Umrisse der Baum-Mast-Konstruktion ganz einfach auf den Segelstoff zu übertragen. Der Winkel zwischen Baum und Mast beträgt jeweils ca. 68 Grad. Das Leichtwindsegel hat eine Segelhöhe von 162cm und eine Auslage oben von ca. 17cm. Beim Starkwindsegel sind es 105cm und 24cm. Der Winkel der Auslagen oben beträgt jeweils ca. 110 Grad, sowie die Länge am Baum 1m beträgt. Das Leichtwindsegel muss aufgrund seiner Größe oben abgespannt werden, dass Starkwindsegel aber nicht, da wir es am Mastende zugenäht haben. Um das Leichtwindsegel abzuspannen, haben wir das Segel geöst und am oberen Ende des Mastes eine Gewingestange mit Endsicherheitsmutter und gebohrter Unterlegscheibe raufgesteckt und abgespannt. Die Segeltaschen oben wurden umgenäht und mit 3mm Glasfaserstäben versehen, sowie mit 2mm Glasfaserstäben von unten an quer gespannt, um ein unnötiges Schlagen zu vermeiden. Dann  befinden sich in jedem Segel noch Segeltaschen mit 2/3mm Glasfaserstäben innenliegend, bzw. beim Leichtwindsegel in abgespannter Form. Diese Taschen haben wir parallel zum Baum gesetzt, sodass das Segel stabil wurde. Der Stoff beim Starkwindsegel ist schwerer und mit einer plastikartigen Beschichtung versehen und das Leichtwindsegel, besteht aus leichtem, feinen Segelstoff. 

Das Leichtwindsegel:

Das Starkwindsegel:

4.Steuerung

Als Sender hatten wir bereits eine 2.4 GHZ Fernbedienung, von Spektrum (DX5e). Außerdem hatten wir bereits vor Projektbeginn einige sehr leistungsstarke LiPo Akkus mit zwei Zellen. Diese braucht man eigentlich nicht unbedingt für solche Einsatzbereiche, aber ist aufgrund deren ständig hoher Leistung und Kapazität von Vorteil. Die beiden Zellen haben jeweils 3.7V, ein Akku hat somit gesamt 7.4V. Das sind allerdings 1.4V zu viel für den mit 6V betreibbaren Servo. Also haben wir uns einen Switch-BEC gekauft, der 7.4V in 6V umwandelt und eine max. Stromstärke von 5A hat. Der BEC ist mit dem AR 400 Empfänger von Spektrum und mit dem Akku verbunden. An den Empfänger kann jeweils ein Pin des Schot- und Lenkservos angeschlossen werden. Je nachdem wie man den Pin einsteckt ist die Hebelbelegung auf der Fernsteuerung. Nachdem der Empfänger mit der Fernbedienung mithilfe eines ,,Bind-Steckers“ verbunden wurde, ging alles einfach. Als Empfehlung können wir sagen, wer später noch einen Motor mit ansteuern möchte, da man zum Beispiel keinen Wind hat, sollte sich statt eines BEC´s, einen ESC mit BEC Funktion anschaffen. Dies wäre preislich nur ein Unterschied von circa 5 Euro.

Die LED-Beleuchtung

Wir haben uns aus optischen Gründen noch einen LED-Streifen gekauft. Dieser wird mit vier einfachen AABaterien betrieben (ges. 6V) und verfügt über viele Funktionen, wie Farbwechsel, Standfarben, Strobe Effekt, Dimmung,... . Wir haben ihn mit dünnem, durchsichtigen Klebeband so befestigt, wie es auf den Bildern zu sehen ist. Vom Controller aus kommen zwei LED-Streifen und sie haben jeweils eine Länge von ca. 1,6 m. Das Batteriefach kann man mit dem dazugehörigen Klettverschluss befestigen, diese Konstruktion würde ich aber bei stärkeren Wind abnehmen.

Der Stormarn-Cup:

5. Unsere Erfahrungen vom Stormarn-Cup 2019

Die gute Vorarbeit hat sich bezahlt gemacht, auf dem Cup mussten wir keine großen Reparaturen oder Änderungen an unserem Segler mehr vornehmen. Wir hatten noch genügend Zeit gefunden dem Team ,,Stormboys“ mit Ausrüstung und der Reparatur zu helfen, ein Interview zu unserem Segler zu geben und einen beim Training daheim demolierten Servo zu reparieren.

Trotzdem gab es einige Sachen, die wir an unserem Segler noch nicht optimal fanden:

Unsere Hinterachsrollen hatten zwar guten Grip, aber sehr hohe Rollgeräusche und es gab andere Segler, die besseren Grip hatten. Bei den dortigen Windverhältnissen wurde uns dies nicht zum Verhängnis.

=>Somit würden wir bei den Hinterradrollen beim nächsten Mal eine weichere Reifenmischung wählen.

Da wir maximal 10 einzelne Flachstähle aus Windrispenband je Seite als Zusatzgewicht genommen haben, hatten wir immer noch genügend Bodenhaftung. Das Gewinde von den Gewindeschrauben auf einer Seite des Seglers war sehr kurz, sodass wir beim Einsatz von wenigen Flachstahlstücken, die Stücke nicht ausreichend befestigen konnten. Dadurch entstanden beim Fahren zusätzliche Schwingungen und ein lautes Klappergeräusch.

Unser GFK Mast (Rohr) ist uns, da er auf einer Gewindestange steckte, im Mastfußbereich auf einer Länge von ca. 6 cm eingerissen. Den Schaden konnten wir schnell mit einem Klebeband bzw. Tape beheben. Deshalb raten wir ab, das GFK Rohr auf die Konstruktion zu stecken, die Konstruktion sollte am besten den Mast umhüllen.

Was außerdem nicht von Vorteil war, ist die direkte Lenkung, denn durch die direkte Übertragung vom Vorderrad auf den Servo, nimmt der Servo jede Bodenunebenheit mit. Aber diesem  Problem kann man auf keinen Fall aus dem Weg gehen, da sonst die Lenkung wackeln würde. Deshalb ist es immer gut mindestens einen Lenkservo in Reserve dabei zu haben.

Den Mast sollte man noch steiler stellen, um beim Leichtwindsegel mehr Höhe und eine optimiertere Segelfläche zu erhalten.

Die Hinterradachse sollte man, um einen tieferen Schwerpunkt zu bekommen, noch etwas tiefer legen.

Was auch wichtig war:

Alle Schraubverbindungen möglichst mit Sicherheitsmuttern zu versehen oder zu kontern.