Einbau von SKB Ruderanschlüssen

Im September 2019 hat die EASA das STC 10070970 des Ingenieurbüros Calsbach genehmigt, welches den Ersatz der l'Hotellier-Ruderanschlüsse durch SKB-Ruderanschlüsse bei LS-Flugzeugen beinhaltet. Da die l'Hotellier-Anschlüsse durch eine LTA beaufschlagt sind, welches eine wiederholte Überprüfung der Anschusselemente fordert, haben wir uns im Herbst 2020 zum Umbau entschlossen.

Die Anschlüsse selbst liefert Flugzeugbau Binder, die weiteren benötigten Umbauteile stellt DG her, so dass der Umbausatz mit allen benötigten Papieren komplett von DG bezogen werden kann. Obwohl das STC speziell auf die jeweilige Seriennummer des Flugzeugs vertrieben wird, sind trotzdem einige Nacharbeiten nötig. Zunächst müssen laut Arbeitsanweisung  die M8-Gewinde der Kugelköpfe um 1,5 – 2 mm gekürzt werden. Jeder, der schon einmal Gewinde mit der Metallsäge gekürzt hat, weiß, was dies für eine knifflige Angelegenheit ist. Das Kürzen sollte daher an einer Drehbank vorgenommen werden. Hier tritt allerdings das Problem auf, dass aufgrund der Größe (bzw. Kleinheit) der Teile ein festes Einspannen nahezu unmöglich ist: Der Durchmesser der Kugel ist größer als der Befestigungsflansch, so dass jedes feste Greifen sofort die Kugel beschädigen würde!

Wir haben uns beholfen, indem wir einen Schutz aus POM gedreht haben, in welchen die Kugel exakt hineinpasst und deren Außendurchmesser an die Breite einer M8-Mutter angepasst ist. 

STC 01
Das Gewinde wird mit zwei M8-Muttern gekontert, damit kann es schonend in das Dreibackenfutter eingespannt und das Gewinde mit dem Drehmeißel exakt gekürzt werden.
STC 02

 Nach dieser Vorarbeit können die alten Kugeln aus den Steuerstangen herausgeschraubt werden. Die Anleitung weist darauf hin, dass die Gewinde mit Loctite oder Harz eingeklebt wurden und daher zum Lösen sehr viel Kraft aufgewendet werden muss. Wir haben daher den Gewindebereich zuvor mit dem Heißluftföhn erwärmt.

Die Steuerstangen werden dann im Bereich der Niete mit einer unterfütterten Gripzange gehalten und die Kugel mit Kraft, aber vorsichtig ausgedreht. Nach knapp zwei Umdrehungen hatten wir allerdings die Kugeln an den ersten beiden Steuerstangen des rechten Flügels jeweils abgerissen!

kugel 01
Nun blieb uns nichts anderes übrig, als die Flucht nach vorne anzutreten. In der Anleitung wird mehrfach davor gewarnt, die Niete  zu beschädigen, mit denen die Stahladapter in den Alu-Steuerstangen befestigt sind. Sollte dies geschehen, müsste die verletzte Niet ausgebohrt und mit einer der mitgelieferten Niete ersetzt werden. Ersatzniete waren bei unserem Paket zwar keine mitgeliefert worden, trotzdem bohrten wir alle Niete aus: Zunächst wird der Kopf vorsichtig mit einem 6 mm-Bohrer entfernt und dann der Kern mit 3 mm ausgebohrt.
kugel 02
Die Verbindungsstelle muss wieder mit dem Heißluftföhn gut erwärmt werden, dann kann man die Stahladapter mit der gebotenen Vorsicht aus den Alurohren ziehen. Wackeln und leichtes Hin- und Herverkanten hilft. Klar, dass die Ruderstangen dazu wieder fixiert werden müssen.
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Die herausgezogenen Stahladapter und Schraubhülsen werden zunächst gereinigt.
kugel 03
Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass das ohnehin nötige Aufbohren der Stahladapter auf 6,8 mm nun auf der Drehmaschine erfolgen kann. Auch das Schneiden des M8-Gewindes lässt sich dort leichter und exakter vornehmen.
kugel 04
Passt:
kugel 05
Wir haben die roten Schraubhülsen wieder aufgeschraubt, um beim späteren Montieren der Rudeanschlüsse einen besseren Griff zu haben. Dabei werden die Hülsen wie auch die danach aufgeschraubten Kugelköpfe wie in der Anleitung beschrieben mit Loctite gesichert.
kugel 06
Die fertigen Stahladapter müssen dann wieder in die Steuerstangen eingeklebt und vernietet werden.
 

Wir hatten am zunächst in Angriff genommenen rechten Tragflügel das Glück, dass sich alle Niete gut ausbohren ließen, da die Nietrichtungen genau diagonal zur Flügelebene angeordnet waren. Die Betätigungsstange für die Bremsklappen liegt recht nah an den Holmstummeln und wenn die Niete dort in Flugrichtung angeordnet sind, dann hat man in diesem Zustand keine Chance, eine der Niete überhaupt auszubohren. In diesem Fall müsste wohl die Konterung der Steuerstange an der Bremsklappe gelöst werden, um die Stange etwas verdrehen zu können.

Diese aufwändige Arbeit wollten wir uns ersparen, hatten aber am linken Tragflügel das Pech, dass eine Niet der BK-Stange so weit zum Holmstummel gerichtet war, dass ein Ausbohren und späteres Vernieten unmöglich war. Also mussten wir ein Abreißen der Kugel beim Ausdrehen unbedingt vermeiden! Das Einzige, das uns dazu einfiel war, die fragliche Stelle noch stärker als bei den ersten Versuchen am rechten Flügel zu erwärmen.

kugel 07

Damit hatten wir Erfolg und konnten die Kugeln komplett aus der Gewindebohrung herausdrehen. Bisher wird in der Arbeitsanweisung nicht auf das notwendige oder mindestens hilfreiche starke Erwärmen hingewiesen . Es findet sich dort ledigleich der Hinweis:

"Da die Kugelköpfe beim Einbau mit Epoxidharz oder Loctite verklebt wurden, ist hier recht viel Kraft zum Lösen der Verschraubungen nötig."
 
Ein hoher Kraftaufwand allein kann jedoch schnell zum Abreißen der Kugeln führen. Hat man, wie wir, das Glück, dass alle Niete problemlos ausgebohrt werden können, ist das nicht besonders tragisch, da man das Ausbohren und Schneiden des Gewindes komfortabel auf der Drehbank erledigen kann. Der Hinweis zum Erwärmen soll nach Rücksprache mit Ulf Calsbach zukünftig in die Umbauanweisung mit aufgenommen werden.
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Das Aufbohren des alten Gewindes auf 6,8 mm benötigt im montierten Zustand etwas Sorgfalt, ist aber auch kein Hexenwerk. Zu zweit sollte man allerdings schon sein! Auch beim Schneiden des M8-Gewindes ist eine dritte und vierte Hand hilfreich!
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Nach dem Säubern werden zuerst wieder die roten Aluhülsen aufgeschraubt, dann die Kugelgewinde eingedreht und beides natürlich wieder mit Loctite gesichert.

Nun macht man sich an den Ausbau der rumpfseitigen Steuerungsteile. Zuerst werden Verbindungsstangen der Bremsklappen ausgebaut. Diese werden am Drehgelenk abgeschraubt. Schraube und Unterlagscheibe für den späteren Einbau aufbewahren, dann aber eine neue M6-Stoppmutter verwenden!

BK 01
Die Gelenkköpfe der Verbindungsstangen werden weiterverwendet. Bevor man diese aus den Stangen ausschraubt, muss das Maß zwischen den Mitten der Kugelgelenke und den Kugelpfannen der l'Hotellierverschlüssen gemessen und notiert werden, da man dieses Maß an den Neuteilen abzüglich 2 mm wieder einstellen muss.
BK 02
Dann macht man sich an den Ausbau des Querruderantriebs. Wieder gilt: Schraube und Unterlagscheibe aufbewahren, aber für den späteren Wiedereinbau eine neue Stoppmutter verwenden!
QR 01

Im nachfolgenden Bild sind die Neuteile bereits zusammengesetzt und zusammen mit den Altteilen dargestellt. Beim alten Querruderantrieb müssen laut Anleitung der Abstand zwischen den Mitten der Kugelpfannen der l'Hotellieranschlüsse (roter Pfeil) und der Abstand zwischen dem Lager und dem Gelenkkopf (blauer Pfeil) gemessen und notiert werden. Es erschien uns sinnvoll, auch das Maß zwischen dem Lager und der Mitte des nächstliegenden l'Hotellierverschlusses (grüner Pfeil) zu notieren. Diese Maße werden möglichst exakt auf die Neuteile übertragen, wobei man berücksichtigen muss, dass die neuen Kugeln etwa 2 mm weiter in den Rumpf hineinragen.

gesamt 01
Dabei ergab sich in unserem Fall das Problem, dass die mit dem blauen Pfeil dargestellte Länge nicht auf die Neuteile übertragen werden konnte! Dies wird - trotz der perspektivischen Verzerrung bereits im untenstehenden Bild deutlich. Die Gewinde der Gelenkköpfe konnten nicht weiter in die Alustange eingeschraubt werden!
QR Vebindung 01
Wir behalfen uns, indem wir die Gewindeabschnitte derGelenkköpfe und auch die Stange etwas kürzten. Alternativ könnte auch das Gewinde weiter eingeschnitten werden. Nun konnten wir das vorgegebene Maß einstellen.
QR Vebindung 02
Sind die Altmaße an den Neuteilen eingestellt, geht es an den Wiedereinbau. Die dafür benötigten neuen M6-Stoppmuttern liegen dem Bausatz bei. Da nach dem Einbau zuerst die Ausschläge der Querruder wieder nach Herstellervorgabe eingestellt werden müssen, haben wir zunächst nur die Querrudersteuerung eingebaut, um bei den notwendigen Einstellarbeiten nicht durch die Klappenbetätigungsstangen behindert zu werden.
QR 02
Weiter geht es hier, wenn die Witterung einen Aufbau des Flugzeugs zum Einstellen der Querruderausschläge zulässt...
 
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