Warum einen Kastenholm?

Hallo liebe Modellflieger,
ich habe da eine Frage, warum werden bei Modellen der Schneider Kastenholme eingebaut und nicht wie nach alter Väter Sitte verkastete Holme?
Ist der Kastenholm von der Festigkeit höher als der verkastete Holm? Oder sind es "nur" die Scalemodellbauer die diese Holme in Anlehnung an das Vorbild ebenso ausführen?
Der Kastenholm ist vom Bauaufwand wesentlich aufwendiger.
Ich baue (zeichne) derzeit ein 2,10 m Motormodell für einen 7 Zylinder Stern, was ich sagen will ich bin noch in der Planungsphase.
Bitte erklärt mir den Grund für den höheren Bauaufwand.

Vielen Dank im voraus

MFG

Uwe

Hallo Uwe,

Wie sieht ein Kastenholm denn aus?

Ich kenne nur verkastete Holme.

Heinz

mfgwst schrieb:

...
Bitte erklärt mir den Grund für den höheren Bauaufwand.
...

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Hallo Uwe,

ob ein Kastenholm erforderlich ist, kommt auf die Gesamtkonstruktion des Tragflügels an:

http://de.wikipedia.org/wiki/Holm_(Flügel)

Ein Kastenholm erhöht die Torsionsfestigkeit bei geringem Mehrgewicht.

Jürgen

Kastenholm

Kastenholm

Hallo Uwe,

es sind Festigkeitsgründe, die Konstrukteure zum Kastenholm greifen lassen.
Der mit Brettchen zwischen den Rippen verkastete Holm ist eine Variante des Kastenholms. Allerdings werden durch die Unterbrechung der "Kastenbretter" an den Rippen die Festigkeitspotenziale noch nicht voll ausgeschöpft. Das Höchstmaß an Festigkeit bei einer Holzbauweise wird wohl erst dann erreicht, wenn die "Kastenbretter" durchgängig sind. Die Rippen werden dann in eingefräste Schlitze geklebt.
Dann sind natürlich auch noch Varianten möglich: Hinteres "Kastenbrett" durchgehend, vorderes geteilt (so bekomme ich beispielsweise meine Antiksegler "windenfest").
Es gibt unter den "Physikern" hier im Forum sicher welche, die Dir das auch ausrechnen können. Bei Michael Runge ("Sombrero"-Segler) habe ich einen Hinweis gefunden, dass ein Kastenholm 350 Prozent fester ist als ein Doppel-T-Holm.

Holm- und Rippenbruch

Manfred

Berechnungstechnisch sieht dies wie folgt aus:

y = horizontale Achse
z = vertikale Achse
B = äußere Breite
b = innere Breite
b = b1+b2
H = äußere Höhe
h = innere Höhe
R = Außenradius
r = Innenradius

Für einen reinen Rechteckquerschnitt:
- Axiales Flächenmoment 2. Grades od. einfach Trägheitsmoment:
Iy = (b*h³)/12; Iz = (h*b³)/12
- Widerstandsmoment:
Wy = (b*h²)/6; Wz = (h*b²)/6

Kreisring:
- Iy = Iz = (Pi/4)*(R^4-r^4)
- Wy = Wz = (Pi/4)*[(R^4-r^4)/R]

Bei Kasten-Holem, I- od. C-Holmen ist die Berechnung die gleiche mit b s. o.:
- Iy = (B*H³-b*h³)/12
- Wy = (B*H³-b*h³)/(6*H)

Wenn man jetzt noch R = B und r = b setzt, dann sieht man auch den Vorteil vom Kreisring gegenüber eem Kasten-Holm:
- (Pi/4)*(B^4-b^4) > (B*H³-b*h³)/12
- (Pi/4)*[(B^4-b^4)/B] > (B*H³-b*h³)/(6*H)

Meiner Erfahrung nach ist bei folienbespannten Flächen der Festigkeitsgewinn durch einen Kastenholm vernachlässigbar.
Bei den früheren Libellen vom Höllein sind im Bruchfall sogar die Klebeflächen der Verkastungsbrettchen, welche von vorn und hinten an die Holmstege geklebt wurden, abgeschert. Hier wären Brettchen, welche zwischen die Holme geklebt worden wären, besser gewesen.

Julian Holtz schrieb:

... sind im Bruchfall sogar die Klebeflächen der Verkastungsbrettchen, welche von vorn und hinten an die Holmstege geklebt wurden, abgeschert.

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... deswegen sind ja auch durchgehende Verkastungen mit Schlitzen zum Einsetzen für die Rippen erfunden worden.

Holm- und Rippenbruch

Manfred

Julian Holtz schrieb:

sind im Bruchfall sogar die Klebeflächen der Verkastungsbrettchen,

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Das hängt aber vielleicht auch mit der Verklebung / Pressung und dem verwendeten Kleber zusammen.
Bei bauberichten wundert mich oft die "fliegende" Bauweise, ohne Pressen.
CA ist nicht der Alleskleber...

Allerdings wundert mich auch, dass ein verkasteter Holm stabiler sein soll als ein " I "

Kastenholm in NACA 2408 oder 2410

Kastenholm in NACA 2408 oder 2410

Hallo und vielen Dank an alle die Ihre Meinung schrieben,
ich bin beim Zeichnen meiner Modelle noch mit dem Rechenschieber drangegangen und möchte es auch in Zukunft nicht tun.
Kann man denn sagen das ein Kastenholm bei dünneren Profilen (NACA2410 oder 08) der Kastenholm Vorteilhafter ist in Bezug auf Biege- und Verdrehsteiffigkeit? Euren Ausführungen folgend ist das die richtige Schlußfolgerung.

MFG

Uwe

Kleber?

Kleber?

Hallo Hans,
Sekundenkleber verwende ich bei Holzbau überhaubt nicht, da verwende ich zu nahezu 100% Weissleim. Wenn irgend möglich wird die Klebstelle auch gepresst

MFG

Uwe

mfgwst schrieb:

Kann man denn sagen das ein Kastenholm bei dünneren Profilen (NACA2410 oder 08) der Kastenholm Vorteilhafter ist in Bezug auf Biege- und Verdrehsteiffigkeit? Euren Ausführungen folgend ist das die richtige Schlußfolgerung.

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Hallo Namensvetter,

wie in Jürgens Wiki-Link zu lesen ist der Kastenholm torsionssteifer als der I- oder U- Holm, das liegt am höheren Widerstandsmoment von Hohlkörpern gegenüber offenen Tragelementen.
Dass ein I-Holm mit einem zwischen die Gurte geklebten Brettchensteg insgesamt besser als ein Kastenholm sein soll möchte ich mal bezweifeln wenn bei beiden sorgfältig gearbeitet wurde.
Man kann bei einem I-Holm die gleiche Biegesteifigkeit erreichen wie bei einem Kastenholm wenn die Stege bei beiden ausreichend dimensioniert sind. Mit Stegen die in geschlitzte Gurte eingelassen werden sind vielleicht sogar höhere Biegesteifigkeiten als beim Kastenholm erreichbar, aber wer macht das im Modellbau schon und bei der Torsion bleibt der I-Holm schlechter.

Gruß,

Uwe.

Abscheren der Verkastungsbretter

Abscheren der Verkastungsbretter

Wollte noch etwas anmerken bez. der Verkastungsbretter in Bereichen, in denen es zu höheren Belastungen auf das Material kommt.

Beispiel der Wurzelbereich des Holmes.
Wenn die Verklebung auch noch so gut ist, kann das Material selbst dafür verantwortlich sein, dass es zu einer Abscherung kommt.
Balsaholz ist meist in sich nicht homogen genug für den WZ - Bereich. Die dort auftretenden, hohen Spannungen lassen das Holz ausserhalb der Klebeschicht (Adhäsionsbereich) mangels Festigkeit abscheren; - gemeint ist: Kleber bleibt stehen und Holz platzt ab. (Siehe Beitrag Julian Holtz)

Entweder sehr festes, dichtes, dadurch aber schweres Balsa nehmen oder aber Sperrholz verwenden. Wenn der Bereich im Übergang zwischen Sph-Verkastung und Balsa-Verkastung fliessend verläuft, ist das dann noch besser (Schwalbenschwanz z.B.)

Es sei noch erwähnt, dass ein sehr sorgfältiges und passgenaues Arbeiten an dieser Stelle genau so wichtig ist, wie die Verklebung selbst.
Und:
Zuviel Klebstoff / Leim nutzt nur der Fa. Henkel was, nicht aber der Holmfestigkeit

Cheers