Návod na převodovku pro kontraprop

[Jiří Doležel]

Krásných a létavých předloh s protiběžnými vrtulemi, velmi vhodných pro modelářské, doslova minimaketářské, zpracování je v široké historii letectví celá řada. Možným důvodem, proč se tyto modely tak často neobjevují na modelářských akcích je možná obava z technického provedení a řešení právě onoho kontrapropu.

Jak jsem již dříve ve vláknu o Northropu XP-56 v sekci Modely přislíbil, uvádím zde návod na amatérské zhotovení převodovky (převod 1:1) pro protiběžné vrtule poháněné jedním svazkem. Pohon jedním svazkem jsem jsi vybral záměrně pro jeho jednoduchost a snadnou přípravu modelu k letu.

Podle požitých materiálů se převodovka dá sestavit do hmotnosti 5 gramů a nemá problém utáhnout model s prázdnou hmotností kolem 60 gramů s pohonem na 8 nití (tzn. 26 mm2). Opravdu nemusíte být rodilí strojaři, abyste si převodovku během odpoledne doma v kuchyni sestrojili. Odměnou Vám pak bude volně létající model s charakteristickým zvukovým projevem – právě od vrnící převodovky.
Při její výrobě si vystačíte pouze s pomůckami, které jistě doma máte: psací potřeby, kružítko nebo pětikoruna, starší nůžky, kulatý jehlový a plochý pilníček, kulaté kleště, štípačky, vteřiňák a 5 minutový epoxid.

Materiál na převodku: kousek 1 mm hliníkového plechu nebo překližky, pružinový oc. drát 0,8 a 1-1,2 mm, vhodné trubičky korespondující především k průměrům drátů (mosaz, hliník, plast), tenký Durofol na plášť a hlavně čtyři plastové pastorky s modulem 0,5.

Schéma převodovky je patrno z nákresu níže (made in MS Excel)

Popis:
1. – průběžná hnací hřídel s „Tonda háčkem“ první vrtule, 2. – ložisko, 3. - dutá hřídel druhé vrtule, 4. – ložisko, 5. – výstupní hnaný pastorek, 6+12. – pastorek, 7. – hnací pastorek, 8+13. – čela převodovky, 9. – distanční sloupek klece převodovky (3x) , 10. - hřídele pastorků (2x), 11. – plášť převodovky, 14. – přední závěs gumového svazku

[Jiří Doležel]

Stavbu zahajuji přípravou - nashromážděním všech potřebných dílů. Začínám tím, dle mého nejdůležitějším pro přenos kroutícího momentu na pastorek – aby se časem pastorek na hřídelce nazačal protáčet, a to výroby hřídele s „perem“: Na ocelový drát d=1-1,2 mm o délce asi 200 mm si nechávám do 1/3 -1/4 její délky navařit (laser) „pera“ – kousky drátů, jejichž délka by měla odpovídat výšce pastorku. Kdo tuto možnost nemá, pomyslné pero jde při troše šikovnosti vytvořit správným naohýbáním drátu – viz nákresy. Je však naprosto nezbytné, aby po naohýbání hřídel při protočení mezi prsty „neházela“.

[Jiří Doležel]

Pokračuji výrobou čel převodovky. Pro urychlení výroby a shodnosti čel přeložím a přilisuji k sobě kousek hliníkového plechu tl. 1 mm (nebo jemně přelepím na sebe dva kousky překližky). Na něj si naskládám tři pastorky tak, aby zapadaly navzájem do sebe. Pomocí kružítka opíši kružnici kolem vrcholů pomyslného rovnoramenného trojúhelníku tvořeným pastorky tak, aby poloměr kružnice byl asi o 2 mm větší a její střed byl zároveň ve středu pastorků.

[Jiří Doležel]

Přidržím si pastorky a tenkým centropenem si na plech naznačím jejich středy. Pastorky dám stranou a opíši další kružnici, asi s o 4 mm menším průměrem, než je ta první. Tuto kružnici si rozdělím po 120° tak, aby jednotlivé body půlily budoucí otvory pro hřídele pastorků. Vyvrtám si 1 mm vrtáčkem (lze i špičkou skalpelu) průchozí dírky naznačených pozic. Vyberu si jednu z děr pro pastorek a z obou stran (stále přeloženého plechu) si ji poznačím, ideálně nesmazatelně, např. rytím. S roztečemi děr pro osky pastorků nebo jejich průměrem si nemusíte lámat hlavu, důvod popíši později.

[Jiří Doležel]

Rozvinu plech do roviny a pomocí starších nůžek vystřihnu obě čela převodovky. Vezmu jeden z pastorků a pomocí lupenkové pilky nebo za pomocí nahřátého drátu vytvořím v jeho středu drážky, kterými bude procházet pomyslné pero na průběžné hřídeli. Zkusmo zkompletuji takto upravený pastorek s hřídelí a protočením mezi prsty zjišťuji házivost pastorku, ta by měla být téměř nulová. Pokud není, provedu rozvolnění drážky. Jednotlivé pokusy s umístěním pastorku na hřídeli fixuji mikrokapkami vteřiňáku. Až jsem s házivostí spokojen, spoj pojistím epoxidem.

[Jiří Doležel]

Nyní přejdu k výrobě hnané hřídele, jejíž délka by měla sahat minimálně do prostoru mezi kužely. Na ni použiji mosaznou trubičku s velmi malou světlostí, která má zhruba o 1 mm větší průměr, než je hřídel hnací (drát), takže asi 2x0,2 – vhodná je např. mosazná trubička z vypsané náplně do propisky. Důvod takového rozdílu průměru je jednoduchý: kvůli snížení tření mezi hřídelemi, takže je třeba další vhodnou trubičku (používám z upraveného plastového bowdenu), ze které udělám ložiska o délce asi 2 mm – viz obrázek. Ložiska si zatím pouze připravím, nikam je ještě nelepím.

[Jiří Doležel]

Provedu zvětšení otvoru v jednom z pastorků tak, aby šel opravdu velmi ztuha nasadit na dutou hřídel. Před finálním usazením na jednu stranu hřídele ještě skalpelem provedu oboustranně vnitřní sražení průměru pastorku (asi 1,5x45°) pro zvětšení plochy a po kontrole „házivosti“ – opětovném protočení mezi prsty nebo nasazením na vhodný trn, pastorek k hřídeli pojistím epoxidem. Nyní vezmu jedno z ložisek a vteřinovým lepidlem ho velmi opatrně vlepím do duté hřídele na stranu, kde mám přilepen pastorek. Druhé ložisko nechám prozatím vsunuté do druhého konce duté hřídele, protože její délku budu ještě později upravovat.

Zkompletuji obě hřídele s přípravou mosazných kroužků – dvou ložisek, umístěných mezi hřídelemi. Jejich délka, tedy vymezení vzdálenosti hnaného a hnacího pastorku, je odvislá od výšky použitých pastorků. Pokud bude vzdálenost malá a finální axiální uložení všech pastorků velké, pastorky se mohou potkat. Pokud bude vzdálenost velká, zbytečně dojde ke ztrátě plochy mezi jednotlivými pastorky pro přenos momentu. Připravím si i další ložisko (plastová trubička), které bude vymezovat prostor mezi pastorkem na duté hřídeli a čelem převodovky.

[Jiří Doležel]

Odložím sestavu hřídelí stranou a pokračuji výrobou klece převodovky. Zvětším díru na jednom z čel (z dřívějška označenou) tak, abych do ní vsadil pouzdro – ložisko, které vnitřním průměrem bude obepínat dutou hřídel. Ložisko je např. trubička z teleskopické antény, kterou po usazení do čela zalepím epoxidem. Do již předchystaných děr takto upraveného čela co možná „nejkolměji“ vsadím distanční sloupky a v tomto stavu zajistím malou kapkou vteřiňáku. Následně provedu vypouzdření hnací hřídele u druhého čela a pojistím epoxidem . Uložení pouzder kolem hřídelí musí být maximálně těsné, ale nesmí bránit jejich volnému otáčení. Zkusím si nanečisto klec zkompletovat, případné nedostatky v souososti děr proti světlu koriguji lehkým natočením jednoho z čel. Nejnutnější je však souosost pouzder pro hnací a hnanou hřídel.

[Jiří Doležel]

Vypouzdřím dva pomocné pastorky tak, aby se zcela volně otáčely na ocelovém drátu 0,8-1 mm, ten pak použiji na dvě pomocné hřídelky. Jako pouzdra používám osičky z řemínků hodinek nebo jakoukoliv vhodnou trubičku - co dům dá, např. kousek růžové injekční jehly. Plastový bowden nedoporučuji kvůli jeho průměrové nesouososti. Ke zjištění házivosti jednotlivých pastorků provedu letmé zkompletování převodovky: do čela s větším otvorem vložím dutou hřídel, na níž je navlečeno plastové ložisko - mezikruží (část injekční stříkačky, na kterou se nasazuje jehla), do ní vložím hnací hřídel a klec uzavřu zadním čelem. Zbylými dvěma otvory provléknu hřídelky z oc. drátu s nasazenými pastorky a poprvé protáčením vyzkouším funkci převodovky.

[Jiří Doležel]

Připravím si další trubičku – opět na ložiska, jejichž vnější průměr koresponduje s hnací hřídelí. Délka jednoho závisí na rozteči hnacího a hnaného pastorku, mělo by být tak dlouhé, aby mezera mezi pastorky odpovídala polovině výšky pastorku. Druhé ložisko volím co nejkratší, asi do 1 mm, abych zbytečně neprodlužoval délku převodové skříně. Po navlečení vymezovacího ložiska mezi hnací a hnaný pastorek a ložiska oddělující hnací pastorek a zadní čelo převodovky toto čelo přilepím epoxidem na tři distanční sloupky, tak aby obě čela byla rovnoběžná a zároveň se v nich pastorky osově pohybovaly jen minimálně – v řádu desetin milimetru.
Pokračuji instalací prvního protiběžného pastorku. Do klece převodovky vložím jeden z vypouzdřených pastorků a přes libovolné dva otvory v čelech jím prostrčím hřídelku. Ustavím pastorek v pozici, které odpovídá fotografii, tzn. svoji polovinou plochy ozubení je zakleslý buď v hnacím nebo hnaném pastorku. Je bezpodmínečně nutné ho také ustavit tak, aby byl v co nejmenší vzdálenosti od druhého z nich, ale nesmí dále v provozu dojít ke kontaktu – pozor na osové vůle! Prostor mezi čely klece a pastorkem po důkladném proměření vymezím dvěma trubičkami, které ještě rozdělím na polovinu, libovolně kde. Zde se naopak plastový bowden hodí výborně.

[Jiří Doležel]

Provedu slícování pastorků. V domácích podmínkách je měření vůle soukolí prakticky nemožné, takže zde je to hodně o citu. Je lepší, když je vůle větší, převod by se neměl při slabém protočení sekat. Počítejte s tím, že jakmile dopasujete i poslední pastorek, s celým převodem půjde točit násobně hůře. Vymezení vůle provádím rozvolněním děr v čelech převodovky – viz fotka oválné díry v čele, proto jsem na začátku návodu uváděl, že na kolmosti těchto děr při vrtání až zase tak nezáleží. Pokusy s vymezením vůle a zároveň se souosostí pastorků řeším zaaretováním hřídelky s čelem mikrokapkou gelového vteřiňáku – pozor na jeho protočení a slepení jiných pohyblivých částí převodovky. Až jsem s chodem spokojen, provedu fixaci hřídelky s čely převodovky pomocí epoxidu a z vnitřní strany přilepím k čelům i distanční trubičky. Odstřihnu a zapiluji přebytečné konce hřídelky.

[Jiří Doležel]

Stejným způsobem jako v předchozím bodě postupuji i s instalací posledního pastorku. Zbavím se přebytečných konců distančních sloupků klece. Tímto je samostatná převodovka hotova. Pomocí kulatých kleští vytvaruji háček pro svazek s tzv. Tonda systémem, který zabraňuje sklouznutí gumy z háčku a udržuje ji v ose hřídele. Návod na „Tonda háček“ určitě naleznete v jiné sekci zde na fóru. Já na výrobu používám vršek od krytky injekční jehly, který v kleštích zploštím, nasadím na háček, nahřeji ho nad plamenem (nesmí hořet – plast zdegraduje a po vychladnutí se začne drolit) a stisknu ho po natavení mezi dvěma kousky plechu. Následně pomocí hrotové pájky v něm udělám dírku pro svazek, prohnutou žiletkou oříznu do tvaru a hrany zaoblím proti poškození svazku tak, že s ním krátce projedu nad plamenem – tři minuty práce na háčku. Při tomto postupu a pokud vůbec budete pracovat v blízkosti převodovky s teplem, opravdu dobře ji celou zaizolujte (stačí omotat alobalem).
Pro instalaci do hlavice modelu do vhodného místa čela převodovky na straně hnané hřídele vrtáčkem nebo i skalpelem udělám 2-3 otvory pro uchycení převodovky. Převodovku šroubuji k překližkové hlavici šroubky M1,2 s hlavou ve skříni převodovky.
Aby v provozu převodová kola nepřišla o zuby nebo aby se do převodu nedostaly nečistoty, které by mohly způsobit její zaseknutí, je vhodné (např. z kousku toho nejtenčího Durofolu) udělat na převodovku jednoduchý obal.
Balzový kužel protiběžné vrtule je na čelech odlehčen sražením asi 4x45° a k hnané hřídeli přilepen epoxidem – tohle je teoreticky nejzranitelnější část systému. Opatrně zaříznu dutou hnanou hřídel tak, aby končila zároveň s kuželem a do vzniklého mezikruží vložím a opatrně zalepím k duté hřídeli ložisko, které jsem si připravil na začátku návodu. Osu špičky kužele pro pravotočivou vrtuli vypouzdřuji trubičkou, kterou prolepím a nasunu na hnací hřídel s dostatečnou vůlí mezi kužely. Vytvaruji očko pro natáčení svazku a zbytek hřídele zahnu a vetknu do kužele, ideálně ještě tento konec „utopím“ v kuželu v trubičce a zajistím epoxidem nebo v překližkovém čele. Mějte na paměti, že jde o stejně důležitý a namáhaný spoj, jako je spojení hnací hřídele s prvním pastorkem. Nedostatečné zajištění povede k nefunčnosti převodovky - přenosu momentu. Dříve popsanou kompletaci převodovky s kužely provádím až s nasazenými listy, které jsou vyváženy jak staticky, tak dynamicky a snažím se o co nejmenší házení celé sestavy, malá vůle mezi kužely a nevyváženost může způsobovat za letu nechtěný kontakt protiběžných listů. Zda převodovka bude fungovat správně poznáte jednoduše: v ose převodovky fouknete do listů, ty by se měly točit zcela volně. Pokud se tak neděje, neztrácejte hlavu, je třeba odstranit lepidlo ze spojů v uložení dvou hřídelek s pastorky a čela a pastorky na sebe napasovat znovu. Sám jsem to takto dělal nejednou.

Na vyobrazenou převodovku byly použity pastorky s 20ti zuby a modulem 0,5, pravděpodobně od Horsta. Kdo nemá poblíž modelářskou prodejnu, najde je (i v jiných parametrech) třeba na webu: http://admiralshop.wz.cz/Prodejna/start.html
Tato velikost převodovky byla použita pro dvacetinku Kawanishi Shiun a hravě zvládala přenést moment gumy s průřezem 32 mm2.

Pokud by někdo z Vás měl v plánu postavit nějaký zajímavý model s kontrapropem v jakékoliv velikosti, nabízím po domluvě výrobu a zaslání hnací hřídele s navařenými kousky drátů „pery“ pro pastorek za cenu materiálu a poštovného.
Zájemci mohou psát na: jiri_dolezel@centrum.cz

Mnoho zdaru při stavbě a radosti z létání se zajímavým pohonem!