Der verflixte Bowdenzug

Nach mehreren ähnlichen Situationen komme ich der Sache langsam auf die Schliche: Die Neutralstellung des Höhenruders ist temperaturabhängig, und zwar so extrem, dass zwischen Sommer und Winter kaum der Trimmbereich des Senders reicht. Das liegt sicher am billigen Analogservo – endlich ein Grund zum Kauf eines Digitalservos! Doch weit gefehlt: Mit dem Haarföhn traktiere ich das TS80 auf der heissesten Stufe. Der Servohebel hält seine Stellung wie ein britischer Wachsoldat vor dem Buckingham-Palast.

Nun richtet sich der Verdacht auf den Bowdenzug. Und siehe da: Mit dem Föhn von vorn durch den hinten offenen GFK- Rumpf geblasen, sieht man das Ruder in die Höhe wandern, und wie! Ganze 5 mm driftet die hintere Ruder­kante nach oben, wenn der Rumpf aus Winters Kälte (2 °C) in der Werkstatt auf 38 °C erwärmt wird. Umgerechnet auf den 67 cm langen Bowdenzug sind dies 2 mm Verlängerung!

Bekanntlich dehnen sich die meisten Materialien bei Erwärmung aus. Bei Stäben und Rohren redet man von Längenausdehnung; diese ist in erster Näherung proportional zur Temperaturerhöhung:

Auf Wikipedia findet man einige Längenausdehnungskoeffizienten von Materialien, die für die Anwendung als Schubstangen oder Bowdenzüge infrage kommen könnten.

Bei einem Temperaturbereich von 0 ... 40 °C (Einsatz des Piloten ohne Zähneklappern und Schwitzen, unter Berücksichtigung einer zusätzlichen Modellerwärmung durch direkte Sonneneinstrahlung) und ei- ner Bowdenzuglänge von 1 m (Segelmodell vernünftiger Grösse – heute eher selten anzutreffen) ergeben sich folgende Längenausdehnungen:

Die nach Formel¹ berechneten Werte in der 3. Spalte der Tabelle zeigen deutlich, dass Temperat­urausdehnungen von Kunststoffen sehr wohl eine Trimmung manipulieren und den (unerfahrenen) Piloten ins «Rudern» bringen können. Stahldraht, mit Glasfaser verstärkte Kunststoffe oder mit Carbonfaserverstärkte Kunststoffe schneiden da besser ab. Aus meiner anfänglichen (nur ungenauen!) Messung am Modell lässt sich umgekehrt auch der Temperaturkoeffizient \(\alpha\) des eingebauten Bowdenzug-Innenteils ausrechnen.

Durch Umformung der Formel¹ ergibt sich: \(\alpha = \Delta l / (l_0 \cdot \Delta T) = 2 \text{ mm} / (670 \text{ mm} \cdot (38 \text{ °C} - 2 \text{ °C})) = 83 \text{ ppm} / \text{°C}\) Dieser Wert liegt zwischen jenem von Polycarbonat und Nylon.

Der daraufhin erfolgte Ausbau des verflixten Teils aus dem Modell zeigt ein milchig weisses, sehr flexibles Material, was auf Nylon schliessen lässt. Dies stimmt mich zuversicht-

¹⁾ ppm = parts per million; 8 ppm/°C = 8 * (10–6)/°C

Gemäss Tabelle bieten sich 3 Lösungen für einen temperaturstabilen Bowdenzug an:

• Stahldraht (oder im Bowdenzug-Innenrohr fest eingeklebte Stahlsehne)
• GFK-Stab (Glasfaser)
• CFK-Stab (Carbonfaser)

Die im hinteren Rumpfteil ausgelegte 35-Mhz-Empfangsantenne lässt die Materialien Stahl und CFK ausscheiden, da diese elektrisch leitend sind und den Empfang beeinträchtigen könnten.

So steckt neu ein GFK-Stab im fest im GFK-Rumpf eingeklebten Bowdenzug-Führungsrohr. GFK in GFK!? Spätestens an dieser Stelle wird klar, dass sich ja auch der Rumpf ausdehnen kann. Aber GFK in GFK gefällt mir – da müssten sich die ohnehin kleinen Temperaturausdehnungen sogar kompensieren.

Das Resulat ist beeindruckend: Nach dem Umbau ist das Höhenruder weder durch Kälte noch durch Wärme aus seiner Trimmstellung zu bringen! So steht also nichts mehr im Wege, beim nächsten Hangflugwettbewerb in die vorderen Ränge zu fliegen – oder anders ausgedrückt: Die Ausrede vom vertrimmten Modell als Grund

für die schlechte Wettbewerbsklassierung zählt nicht mehr.

Apropos «Temperaturstabile Ruderanlenkung»: Oft habe ich mich gefragt, wieso die modernen F3A-Maschinen aus Fernost das Seitenruder mit Stahl- seilen anlenken – das ist doch Bücker-Jungmann-Technik von 1933? Nun glaube ich die Lösung gefunden zu haben: Die Chinesen haben den temperaturstabilen Bowdenzug noch nicht entdeckt ...

Ruedi Schmid, MG Thun

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