Vielen Dank! Werd ich mir gelegentlich ansehen.

(Ich hab inzwischen begonnen, die Steuerscheiben mit InkScape zu zeichnen, das hab ich schon für das CnC-Fräsen der Segelsteuerungsteile benutzt.)

Die "Zeta" - 8. TECHNIK (38)

Wieder viel gelernt!! Beim Versuch, im Inkscape die Steuerscheiben zu zeichnen, bin ich auf eine Reihe von Problemen gestoßen. Ich habe ja, gemäß der Anleitung von minisail Classic, den gesamten Brassweg von -60° bis +60° in 12 Teilstücke à 10° zerlegt.

Die Größe der Teilstücke gilt es nun ein einen Kreis mit 12 Segmenten einzupassen. Dabei hat sich herausgestellt, dass Teilstücke teilweise nicht gut genug zueinander gepasst haben - Sektor 1 war z.B. so lang, dass das Teilstück für Sektor zwei zu kurz für das Segment war:

Technik_518.png

Nach längerem Tüfteln habe ich drei Gründe gefunden:

Zum einen, Rundungsfehler. Ich habe Brasslängen in Millimetern gemessen, und entsprechend in Excel eingetragen, und dort die Zahlendarstellung auf ganze Zahlen beschränkt - beim Zerlegen der Gesamtbrasslänge in 12 Segmente ist der Nachkommanteil jedoch relevant, und den hatte ich durch fälschliche Darstellung ebenso ganzer Zahlen weggerundet.

Der zweite Grund ist, dass durch die die Glättung mithilfe polynomischer Interpolation die gesamte Brasslänge nicht mehr der gemessenen entspricht - im besseren Fall ist sie kleiner, im schlechteren größer - was dazu führen würde, dass die Steuerung die Segel stärker zu brassen versuchen würde, als die Takelage hergibt. Diese Differenz habe ich ausgeglichen, in dem ich ein Zwölftel dieser Differenz zu jedem der 12 Segmente addiert habe - so stimmt die Gesamtbrasslänge am Ende wieder. (Grafisch entspricht das einer Verschiebung der Kurve entlang der Y-Achse.)

Der dritte Grund ist noch komplizierter. Durch die Glättung mithilfe polynomischer Interpolation kann es zu Kurven (also Wickelverläufen) kommen, wo die Unterschiede in den Wickellängen aufeinanderfolgender Segmente so groß werden können, dass die Segmente nicht mehr zueinanderpassen, wie in dem Screenshot oben. Dies ist dadurch bedingt, dass eine analoge Kurve in nur 12 Segmenten approximiert wird, das geht sich eben nicht immer gut aus - würde ich in mehr Segmente zerlegen, ginge es wieder. Das wär aber viel, viel mehr Arbeit

Conclusio: Die Kurven müssen gerader sein, oder mathematisch ausgedrückt, die Steigung einer Kurve darf nur in einem gewissen Rahmen schwanken (d.h. die zweite Ableitung der Kurve darf einen gewissen Wert nicht überschreiten).

Kurzum: ich habe sämtlichen Glättungen neu gemacht, mit Polynomkurven dritten Grades (anstatt fünften Grades) - die Interpolationskurve ist dadurch nicht so nahe an den Meßwerten, wie ursprünglich, dafür ergeben sich Wickellängen für die Segmente, welche dann in den meisten Fällen gut genug waren, um daraus eine Steuerscheibe zu machen. Ein Bonus ist hierbei, dass die Excel-eigenen Rundungsfehler bei polynomischen Interpolationskurven so auch kleiner sind.

Hier die aktualisierten Berchnungen/geglätteten Kurven:

Technik_519.png Technik_520.png

Technik_521.png Technik_522.png Technik_523.png

Und letztendlich die Formen der entsprechenden Brasswinden-Steuerscheiben:

Technik_524.png

Die Symmetrieunterschiede zwischen Backbord und Steuerbord ergeben sich durch Ungenauigkeiten der Takelage, z.B. nicht perfekte Zentrierung der Racks und damit Drehpunkte, nicht perfekt an gleicher Entfernung vom Drehpunkt ansetzender Schoten, nicht perfektem Lot der Masten, nicht exakt gleich positionierten Wanten, etc. etc.

Was ide Übersetzung angeht, je weniger, umso besser (weil präziser, auch von der benötigten Kraft her), diese habe ich zwischen 1:3 und 1:5 je nach Platzangebot variiert.
Hier das Ergebnis (die Steuerscheiben sind hier durch Zylinder dargestellt, deren Durchmesser dem größten Teil der jeweiligen Steuerscheibe entspricht):

Technik_525.png

Als nächstes folgt die genaue Konstruktion der Formen der Steuerscheiben (Löcher für Achse, Mitnehmer, etc.), um diese dann maschinell fertigen zu lassen.

Die "Zeta" - 8. TECHNIK (39)

Der nächste Schritt ist fertig - ich habe die Steuerscheiben der Brasswinden von oben mittels Inkscape zu Konstruktionszeichungen umgewandelt, welche Ausparungen für die Drehachse, Mitnehmerstifte, und Halterungen für die Steuerschnüre enthalten.

Damit die Brasswinden für die vorderen Segel (in der schematischen CAD-Zeichnung die mit den blauen Trommeln) auch bei Achsdrehung mitgenommen werden, habe ich noch eine Schaftklemme vorgesehen, welche aus Platzgründen in der - von unten aus gezählt - zweiten und dritten Steuerscheibe untergebracht werden wird. Zur Veranschaulichung habe ich diese im CAD-Modell hinzugefügt, und besagte Trommeln durchsichtig gemacht:
Technik_528.png

Hier nun die fertigen Steuerscheiben:

Technik_526.png

Und hier noch inklusive der Trennscheiben, welche natürlich auch die entsprechenden Löcher für Achsen, Mitnehmer, Schaftklemmen benötigen:

Technik_527.png

Als nächstes werden ich die Konstruktionszeichnungen für die Übersetzungstrommeln (Zauberbüchsen) machen. Fortsetzung folgt!

Die "Zeta" - 8. TECHNIK (40)

Als Fleissaufgabe zwischendurch habe ich das CAD-Modell der gesamten Segelsteuerung endlich mal mit den Änderungen der Reffsteuerung, welche nötig waren, aktualisiert (siehe im Bericht weiter oben).
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Hier ein paar Bilder, mit Fokus auf die angepassten Teile:

Technik_529.png  Technik_530.png Technik_531.png

In Kürze dann die Konstruktionszeichnungen der Übersetzungswinden.

Die "Zeta" - 8. TECHNIK (41)

Hier die fertigen Konstruktionszeichnungen der Übersetzungswinden.

Technik_533.png

Einiges Kopfzerbrechen hat mir der Umstand gemacht, wie ich die Steuerschnüre an den Trommeln befestige - meine Lösung ist, eine kleine Kammer in der Trommel vorzusehen, in die eine kleine Perle passt, an welcher die Steuerschnur verknotet ist, und welche dann beim Zusammenbau der Trommel (nach korrekter Abstimmung der Schnurlänge) eingepasst wird.

Schwierig dabei ist, dass die kleine Trommel nur einen Millimeter hoch ist, und meine kleinsten sinnvollen Perlen aber 2mm Durchmesser haben. Nachdem eine nur um 1 oder 2mm höhere kleine Trommel andere Schwierigkeiten mit sich bringen würde (ich die Segelsteuerung wieder teilweise zerlegen müsste, um Umlenkrollen auf andere Höhe zu montieren), habe ich stattdessen den benötigten Platz in der benachbarten, großen (und 5mm hohen) Trommel vorgesehen - was dann auch ein entsprechendes Loch in der dazwischen liegenden Trennscheibe notwendig macht.

Ich habe außerdem beschlossen, den Trennscheiben der kleinen Trommeln den gleichen Durchmesser zu geben, wie denen der großen Trommeln, und das CAD-Modell entsprechend angepasst:

Technik_532.png