Spojení serva a kormidelní páky

23.9.2003

   V návodech pro stavbu modelu se většinou píše, že "spojte páku kormidla se servem..." a tím to končí. Jak to vlastně udělat se už dozvíte jen stěží. Přitom existuje několik řešení a je dobré je znát. Ne vždy je správné takové, které Vás napadne jako první. V tomto článku se budeme více soustředit na spojení serva a kormidelní páky v lodních modelech, ale některé zásady platí i v jiných oborech modelářství.

Ujasnění pojmů

   Abychom si správně rozuměli, nejdříve si ujasníme trochu pojmy. Servo je výkonný prvek, který převádí elektronické signály (povely) přijaté přijímačem v modelu do podoby mechanické. Je to většinou malá černá krabička ze které vede trojžilový kablík s konektorem a má přimontovanou páku nebo kolečko ke kterému se připojují táhla. 

Síla serva

U serva se uvádí parametr - např. 2kg/cm. Znamená to, že pokud byste na páku serva zavěsili ve vzdálenosti 1cm od středu otáčení páky závaží o hmotnosti 2kg. Servo jej uzvedne. Když páka bude dlouhá 2cm servo uzvedne již jen 1kg.

Táhlo slouží k pevnému spojení mezi pákou serva a pákou kormidla, výškovky a pod. Přenáší sílu, kterou vyvine servo na páku kormidla. Páka kormidla bývá pevně spojena s hřídelí kormidla nebo jiného řídícího prvku a tak umožňuje nastavit jeho polohu.

Obecně lze říci, že čím větší sílu potřebujeme přenést ze serva na výkonný prvek (kormidlo, výškovka) tím pevnější potřebujeme všechny díly, které se na přenosu síly podílejí. U malého modelu lodě (do 70cm) nám postačí např. páky z plastu, tenká drátová táhla a obyčejné servo. U velkých modelů lodí, letadel, tanků a aut apod. je již potřeba počítat s tím, že budeme potřebovat silná serva a s tím i patřičně dimenzovaná táhla, páky a další prvky.

 

Vzájemná poloha prvků v modelu

   V ideálním případě se nám podaří servo umístit do modelu tak, že osa otáčení páky serva je v jedné přímce s osou otáčení páky kormidla. Druhý ideální stav nastane, když páka serva je stejně dlouhá jako páka kormidla. U vlastnoručně vyráběných pák toho dosáhneme snadno. U kupovaných dílů je tato pravděpodobnost menší a proto výrobci páky opatřují více otvory. Tak můžeme ovlivnit velikost výchylky kormidla. Když bude páka serva kratší než páka na kormidle, bude výchylka kormidla menší než výchylka na servu a obráceně. Na obrázku je vidět takový ideální případ. U písmene "A" jsou páky mezi sebou propojeny pomocí lanek, strun nebo drátů. Lanka musí být napjatá. Spojení pák na obou koncích zvyšuje spolehlivost. U písmene "B" jsou páky propojeny pomocí jednoho drátového táhla. Tento způsob je vhodný pokud jsou páky i ve stejné výšce nebo je výškový rozdíl minimální. Drát musí mít dostatečnou tuhost, aby se neprohýbal. Rozhodně je nevhodný pružný drát.  Na opačnou stranu páky je dobré umístit měkkou pružinu, která vymezuje případné vůle na minimum. Pružinka musí být neustále napnutá a servo musí mít dostatečnou sílu k překonání jejího odporu.

   Někdy se nám stane že z důvodu konstrukce modelu nemůžeme umístit servo do jedné osy s pákou kormidla, ale servo je na jedné straně. V takovém přídě se vždy snažíme, aby spojnice os otáčení a osy obou pák byly na sebe kolmé, když jsou obě páky (kormidla a serva) v neutrální poloze. V takovém případě na servo montujeme páku jednostrannou jak ukazuje obrázek u písmene "C". Opět drátové táhlo musí mít dostatečnou tuhost, aby nedocházelo při tlaku páky serva k jeho prohnutí. Ke kompenzaci případné vůle můžeme opět použít pružinku jak bylo popsáno v předchozím případě.

   Další případ uložení serva a kormidelní páky ukazuje obrázek s písmenem "D". Zde je problém, že hřídel kormidla je příliš blízko zrcadla zádě a pokud bychom páku montovali kolmou na podélnou osu trupu, nebylo by zajištěno dostatek prostoru pro výchylku kormidelní páky. Proto je kormidelní páka umístěna v podélné ose trupu a páka kormidla je s ní rovnoběžná. Tento případ je vhodný i v případě, že servo potřebujeme umístit na záď a není zde dostatek místa. Opět můžeme použít pružinku.  Ještě na jednu věc si musíte dávat pozor. Aby páka kormidla se nedostala do krajní polohy dříve než servo ! Servo by se mohlo poškodit. Také pozor na přetočení kormidla. Může se stát, že výchylka bude taková, že páka kormidla se dostane do tzv. mrtvé polohy. To je taková poloha, kdy podélná osa páky kormidla s táhlem tvoří jednu přímku. Páka se pak nemůže vychýlit na žádnou stranu i když táhlo vyvíjí tah nebo tlak. Všechna tato úskalí samozřejmě mohou vést ke snížení ovladatelnosti modelu a v horším případě k úplné neovladatelnosti.

   Trochu jiným způsobem propojení serva a kormidla je pomocí ozubených kol znázorněný na obrázku "G". Na hřídel kormidla a na hřídel serva nasadíme ozubená kola o stejném počtu zubů. Případným rozdílem počtu zubů můžeme regulovat velikost výchylky. Tento způsob řešení má vysokou spolehlivost a přesnost. Nevýhodou je pak poněkud vyšší konstrukční náročnost, kdy ozubená kola do sebe musí přesně zapadat a mít hladký chod. Ozubení opět udržujeme lehce namazané mazacím tukem. Výhodnější jsou kola plastová s větší šířkou ozubení. Při zapojování serva je třeba myslet i na správnost výchylky. Kdy sudý počet použitých kol mění směr výchylky serva na opačný !

   Často se stává, že páku serva nemůžeme kvůli konstrukci modelu, spojit táhlem s pákou kormidla. V cestě mohou stát přepážky a pod. Tuhle situaci řeší bowden. Všichni jej znáte např. z horského kola. Je to pružná tenká trubička kterou prochází lanko nebo struna. Oba konce bowdenu musí být pevně spojeny např. s trupem aby se nemohly pohybovat. Konce lanka nebo struny připevníme k páce kormidla a serva. Nejlépe to opět ukazuje obrázek "H". Bowden se pak může klikatit uvnitř trupu. Zarážka spojující bowden s trupem musí být od páky serva nebo kormidla v dostatečné vzdálenosti, aby páka do ní nenárážela, ale taky ne moc daleko, aby se lako nebo struna nemohla prohýbat.

 

Dvě kormidla

   Zatím jsme řešili problém jednoho kormidla. Některé modely lodí mají ale kormidla dvě. Pak musíme zajistit, aby výchylka obou kormidel byla stejná. Řešení není nikterak složité jak ukazuje obrázek "E". Kormidelní páky jsou spolu spraženy pomocí pevného táhla. Jedna z pák je pravoúhlá. K druhému rameni je připojeno táhlo od serva. Elegantnější řešení ukazuje obrázek "F", kdy odpadá pravoúhlá páka na jednom kormidle. Obě kormidelní páky jsou spolu opět spojeny pomocí pevného táhla.Táhlo má ale zhruba uprostřed svislý čep, který zapadá do kulisy (výřezu) v páce serva. Jak se páka serva vychyluje na jednu nebo druhou stranu posouvá čep a tím se vychylují kormidla. V tomto případě je dbát na to, aby čep nedrhnul. Je dobré jej udržovat v lehce namazaném stavu mazacím tukem. Výřez i páka serva s výřezem musí být dostatečně dlouhá, aby čep nenarazil na konec výřezu dříve, než se páka kormidla nebo serva přestaví do krajní polohy.

 

Páky, čepy, táhla aj.

   Páky pro serva i kormidla se dělají většinou z plastu. Na serva se také dělají "kolečka" která umožňují např. připevnit táhla v pravém úhlu a pod. Různé typy pák nejlépe ukazuje obrázek a ilustrační snímek.

   Čepy se dělají většinou z kovu. Našroubují se na páku a táhlo se vsune do otvoru a zajistí šroubkem (červíkem) Je tak možné i seřídit vzájemnou polohu pák serva a kormidla. Kulové čepy mají tu výhodu, že táhlo nemusí být vedeno ve správném směru, ale např. může být přivedeno šikmo shora. Kulový čep zajistí správnou funkci. Kulová hlavice se napevno šroubuje do páky kormidla. Na táhlo pak koncovka do které kulová hlavice zapadne. Vidlicový čep tvoří vidlička do které se zasune páka a přes otvory se spojí čepem (závlačkou). Montuje se na konec táhla.

   Čepy obecně zaručují spolehlivost spojení táhla s pákou, vyrovnání rozdílů a prakticky žádné vůle v přenosu síly serva. Tím je zaručena i přesnost řízení modelu.

   Táhla mohou být lanková, strunová, drátěná, ale i dřevěná (např. v modlech letadel). Většinou se používá pevný drát potřebného průměru a dostatečně tuhý (nízká pružnost). Struny nebo lanka vedeme v bowdenech jak bylo popsáno výše. Někdy se obejdeme bez čepů a konce drátového táhlo prostě ohneme do pravého úhlu a zasuneme do otvoru v páce. U tohoto řešení ovšem číhá několik úskalí na která je potřeba upozornit. Pokud konce drátového táhla nejsou ohnuty přesně do pravého úhlu má táhlo tendenci se z otvorů v páce vysouvat, což může vést k poruše řízení modelu. Proto konce táhla pod pákou ohneme do opačného pravého úhlu . Můžeme také na konce nalepit kousky bužírky (obr "J"). Když pomocí drátového táhla potřebujeme vyrovnat určitý výškový rozdíl mezi pákou serva a kormidla, tak táhlo vytvarujeme do pozvolného sklonu. Neděláme na něm ostrý schod, protože v takovém případě má táhlo tendenci uhýbat na stranu. Je to velmi nežádoucí jev, kterého se musímete vyvarovat (obr "K").

 

Závěrem

   Serva, která se podílí na řízení modelu by měla být maximálně spolehlivá, dostatečně silná. Tomu musí odpovídat i spojení s řídícími prvky. Táhla, čepy a další musí být dostatečně dimenzovány aby dokázaly sílu serva spolehlivě přenést na řídící prvek. Proto se vždy vyplatí věnovat této části modelu velkou pozornost a vše pečlivě několikrát vyzkoušet než půjdete s modelem třeba na vodu nebo do vzduchu. Testy provádějte opakovaně. Nedostatek v konstrukci se může projevit až po několika cyklech. Soustřeďte se na krajní meze, zda vlivem setrvačných sil nemůže dojít k překlopení páky, uvolnění některého čepu a pod. Desetkrát bude vše v pořádku po jedenácté se páka přehodí nebo zablokuje v mrtvé poloze. Párkrát se mi to už stalo.

 

Použité foto - ilustrační