Belastungstest für T-Höhenruder-Befestigung?

hi,
bei einem meiner Segler (4,8m SpW) ist das T-Höhenruder mit 2x3mm Stahlschrauben oben am SR befestigt. Weil das HR recht "stabil" ist, sind jetzt zum zweiten Mal die Muttern samt Pampe aus dem SR gerissen (beim ersten Mal sanfte Landung, leider mit Flächenspitze an langem Gras hängen geblieben, beim zweiten mal bei einer nicht standardmässigen Landung :rolleyes:). Jetzt habe ich auf 4mm Nylonschrauben (4mm wegen Fliegen bei heftiger Kälte) umgebaut und stehe vor dem Ergebnis:

Haut man da jetzt einfach mal so von oben auf die HR-Aussenrippe, um zu sehen, dass es die Nylons wie vorgesehen sprengt ohne SR-Zerstörung? Tut natürlich niemand, aber sollte man nicht eigentlich?
Der Segler wird normalerweise recht heftig geflogen, um es mal so zu nennen.

Bertram
 

oracle69

User
Nylonschrauben

Nylonschrauben

Hallo Bertram

erstmal grosses Lob und -Danke- für Deine tollen Bilder immer hier im :rcn: !

Nylonschrauben traue ich persönlich einfach irgendwie nicht über den Weg...... Was ist wenn sie in Situationen brechen wo sie nicht sollten (highspeed- oder harte Böen-Manöver)?

Meine Lösung damals war: eine zentrale M5-Stahlschraube und das HLW gebettet auf Silicon >auf dem Leitwerk. Das ist recht verdrehsicher, kann aber bei Bodenberührung nachgeben...

Ein "von Hand- Schlag- Bruchtest" kommt vermutlich der Realität nicht genug nahe. Bei einer unsanften Landung hast Du doch schneller einwirkende Kräfte (Peitscheneffekt) auf das Höhenruder?!

Ich an Deiner Stelle, würde Stahlschrauben M4 einsetzen oder aber min. auf M5 (Nylon) erhöhen - wenn überhaupt.

Gruss - Elmer
 

Sirlui

User
Hallo Bertram!

Die Frage ist auch, glaube ich, was der Test bringen soll!
Wenns darum geht, ob das hält, dann ja, aber testen, ob die Schraube vorm Flieger kaputt geht ist irgendwie unsinnig, weil, entweder es klappt, ja, dann ist's gut, oder es klappt nicht, dann hast Du das Leitwerk schon in der Werkstatt zerstört... Da hättest Du den Flieger auch bis zur ersten verpatzten Landung genießen und erst dann wegwerfen bzw reparieren können... :-)

Liebe Grüsse, Martin
 
Ich bin vielleicht noch vom Raketenmodellbau verdorben. Dort werden die Stufen mit einer kleinen Sprengladung getrennt, und bis zu diesem Zeitpunkt werden sie mit kleinen nylon shear pins am Auseinanderfallen gehindert. Da interessiert es einen natürlich schon, ob die Auslegung funktioniert...

Ich glaube, ich haue doch nicht drauf. Evtl. ein Schraube Metall, die andere Nylon. Dann muss ich beim nächsten Mal nur noch halb so viel reparieren ;)

Bertram
 

jmsaf

User
"elastische" Verbindung

"elastische" Verbindung

Hallo Bertram,

Hab schon des öfteren gesehen das vorallem bei Hangfliegern (in Südtirol) Spanten,Fahrwerke,RC-Bretter mit Sikaflex eingeklebt werden.
Ergibt eine feste Verbindung die eben nicht abplatzt oder den Rumpf beschädigt.
Wenn Du die Muttern auf einen Spant oder ein "Hilfsbrettchen" harzt und dieses dann mit
Sikaflex befestigst sollte es besser sein.Obs die Lösung ist ? Nylonschrauben trau ich bei solchen Geräten nicht.
Ich (und meine Fliegerkameraden) habe beste Erfahrung damit gemacht:
http://www.weicon.com/de/produkte/elastische-klebstoffe/flex-bond.php

Bei entsprechender Auslegung fühlt sich die Verbindung nicht elastisch an.Da federt oder wackelt nichts !

Gruß
Jochen
 
Wenn Du den Schraubencrashtest wirklich machen willst, würde ich auf jeden Fall etwas Hartes, Breites an der Auflage unterlegen. Das Risiko, Dir dort eine hässliche Macke reinzudrücken oder gar etwas zu knicken ist sonst zu gross.

Erfahrungsgemäss hat man aber zu viel Hemmungen, wirklich stark genug am Flieger herumzurupfen...
 

Peer

User
Moin Bertram !

Bei Nylonschrauben ist eine unbemerkte Vorschädigung oft die
Ursache für das Abscheren in Situationen, wo man es echt gar
nicht gebrauchen kann.

Und deine Kühlschrankfliegerei ist ja auch nicht geeignet, die
Elastizität der Nylonschrauben zu verbessern.....

Das heisst, dass Du eigentlich nach jeder nur annähernd "ver-
dächtigen" Landung oder jedem Anecken beim Transport neue
Schrauben einsetzen musst. Will man das ?

Nasse Grüße aus dem Norden !
Peer
 
Scherkräfte

Scherkräfte

Der peer hat den richtigen Begriff schon genannt:

"Abscheren" - diese Belastungskräfte nimmt eine Kunststoffschraube nicht auf und dreht einfach ab -
und das soll sie ja auch - es ist schließlich die Sollbruchstelle !!!
Wenn man diese Schraube auf "Ausziehen" testet, dann wird man sie kaum zerstören können - und genau
solche Kräfte treten im Flug auf, heißt, für die Flugphase ist die Nylonschraube allemal ausreichend.
Fädelt man aber beim Landen ein - was bei hohem Gras immer mal passieren kann, dann treten besagte
Scherkräfte auf.....und dann soll die Schraube auch brechen.....bei einer Stahlschraube würde diese Situation
fast zwangsläufig einen Schaden am HLTW nach sich ziehen !!!????

P.S.:

Eine ähnliche Diskussion kommt immer wieder auf, wenn es um Flächenverbinder aus Kohle geht,
aber ich will hier um Gottes Willen kein neues Faß aufmachen.


Gruß
 
Zuletzt bearbeitet:

steve

User
Hi,
habe jahrelang einen 5m Discus am Hang geflogen. Landungen bis 5b mit Rückenwind bergauf (Skipiste). Für das HL wurden M5 Nylon verwendet. Da speziell gekürzt auch ein Paar schon mal über mehrere Jahre. Servo ist im HL fest eingebaut. Gab nie Probleme.

Ich kann noch mal nachschauen wie ich es genau gelöst habe, aber wenn richtig Angst besteht, gibt es noch den Schraubentyp mit einem kurzen glatten Zylinderteil. Der sollte nicht so flott abscheren, wie das Gewindeteil.

Grundsätzlich ist das T-Leitwerk schon sehr belastet. Es freut sich über einen leichten HL-Aufbau. Wenn der zu schwer ist, ziehen Dir auch die Nylonschrauben die Buchsen aus dem SL. Bei meinen aktuellen Konstruktionen mit T-Leitwerk ist die Mutter mehr oder weniger formschlüssig mit dem SL-Steg verbunden. Die beschriebenen Probleme konnte ich trotz 2 x M3 nicht beobachten.

Grüsse
 
kallefly hat mich wohl richtig verstanden. Ich habe nicht Angst, dass die Schrauben im Flug zu früh abscheren, ich habe eher Angst, dass sie nicht abscheren, falls ich mal wieder durch eine Baumgruppe fliege - was ich natürlich vermeiden will :rolleyes: :cool: . Und natürlich bei unsanften Landungen. Die SR-Dämpungsflosse ist oben gefenstert offen (Zugang zum HR-Servo), das bündelt die Kräfte beim so genannten Peitschenschlag schon enorm.

Davon abgesehen würde ich die Nylonschrauben gerne regelmässig tauschen, das würde mich nicht stören.

Bertram
 
Hallo Bertram,

gegen Ausreißen der Befestigungsmutter hilft auch zunächst mal ein passendes Stück Sperrholz von innen unter die Höhenruderauflagefläche zu kleben und die Befestigungs(einschlag)mutter noch darunter. Auch trotz Nylonschrauben kann sonst die Mutter ausbrechen. Möglicherweise hilft auch ein federndes Spornrad zu harte Landestöße abzufangen.

Gruß

Joachim
 
Hallo,

vielleicht ist das jetzt etwas Off Topic, aber trotzdem die Frage an die Fachleute:
wie gross sind die maximal wirkenden Ab-, bzw. Auftriebskräfte am Höhenleitwerk?

Meiner Meinung nach, können diese nicht besonders groß sein, hätte aber gerne eine Zahl, vielleicht in kg?!

Ich befestige das Höhenleitwerk meines Thermal Instinct mit einer Verschraubung. Dabei schraube ich das Seitenleitwerk von unten durch den Rumpfausleger, welches damit das Höhenleitwerk sichert und fixiert, fest. Bisher habe ich das mit einer 4 mm Nylonschraube gemacht um möglichst leicht im Leitwerk zu bleiben. Zum einen wird das Seitenleitwerk mit Kraft auf des Höhenruder gezogen und dann kommt im Flug noch die aerodynamische Belastung hinzu. Bisher hatte ich aber nie ein Problem.

Gruss
Karsten
 

FamZim

User
Hi

Eine 5 mm Nylonschraube hält ohne Verformung 15 kg Scherung aus, und ist bei 25 kg AB :D
Eine M3 Stahlschraube hält auf Zug 150 kg und wird dann länger !

Gruß Aloys.
 
Referenzgröße

Referenzgröße

Hey Aloys,

über Zugkräfte wollen wir hier aber gar nichts wissen....schon gar nicht,
wenn du keine Referenzgröße bietest (Nylonschraube auf Zug ).

???????????????
 

HFK

User
Verstehe ich das richtig Bertram: Du willst eine genügende Festigkeit aber eine geringe Zähigkeit damit bei Schlagbelastung die Schraube(n) abscheren?

M4 in PA (auch Nylon genannt) sind nicht so dolle, besser 2 X M5 oder einmal M6 mit Gegenlager, z.B. Stahlkugel
wie es Themoflügel macht.

Dann die PA Schrauben immer schön trocken halten z.B. im Winter bei der niedrigen Luftfeuchtigkeit draßen lagern. Oder regelmäßig mal im Backofen bei 60°C längere Zeit lagern. Die werden dann richtig spröde ohne die Festigkeit nennenswert zu verlieren.

Wer die volle Zähigkeit der PA Schrauben will, sollte diese nach dem trockenen Winter immer mal in warmes Wasser legen.
 
hoi Hermann,

genau so meinte ich es eigentlich. Gut zu hören, dass unsere trockene Luft (vorgestern z.B. 10% rel LF) meinen Wunsch eher unterstützt.
Die Praktiker um mich herum meinen alle, 2x (nicht 1x) M4 sei aber genug. Der effektive Querschnitt von 2x M4 - 2x (3mm)² = 18mm² - dürfte aber etwa 1x M5 - (4mm)² = 16mm² - entsprechen.

Bertram
 

HFK

User
Vergiß nicht, Du hast durch die Kerben des Gewindes nicht die Festigkeit eines Kunststoffstabes gleichen Kerndurchmessers. Bei einem 3,2m Segler habe ich das HR auch mit nur 2XM4 PA angeschraubt, aber bei 4,8m mit entsprechendem HR? na ja, geht, aber ich würde mich nicht wohl fühlen.
 
So, jetzt nähern wir uns langsam der Sache:
Nach welchen Kriterien legt man die Schrauben aus?
Bisher dachte ich, die Lasten am HR während des Fluges, insbesondere "schiefe" Belastungen ausser rauf oder runter, seien nur ein winziger Bruchteil der Belastungen durch die Landeschläge. Aus dem Bauch heraus konnte ich mir nicht vorstellen, dass sie bei einem 5m-Segler grösser als 1kg (9,81M, sorry) seien, auch nicht bei >300km/h (bei dem Tempo fliegt man eh keine Rechteckloops mehr, sondern zieht nur sehr sehr sanft).
Die Breite der Auflage spielt natürlich eine ziemliche Rolle - in meinem Fall ist sie ca. 30mm (Flieger ist schon im Auto, morgen kann ich genaueres sagen).
Die Länge eher weniger, weil sie ziemlich gross ist (70mm oder mehr) und in ihrer Achse zwei Schrauben liegen - ich kann mir kaum vorstellen, dass selbts bei allerschlimmsten Landungen und Baumdurchflügen so grosse Kippkräfte um die Querachse des HR auftreten, dass dadurch die Schrauben versagen.

Realistisch ist wohl eine Kippung des HR um die Längsachse, bei dem die Schrauben kontrolliert versagen sollen, dann eine Drehung um die Hochachse (Feindkontakt) und evtl. noch eine starke seitliche Beschleunigung beim Einfädeln bei der Landung.

Jetzt brauche ich nur eine Idee, welche Kräfte im Flug höchstens auftreten = welchen Durchmesser die Schrauben mindestens haben sollen, und welche Kräfte bei hässlichen Landungen am HR höchstens wirken sollen = welchen Durchmesser die Schrauben höchstens haben sollen.

Wenn diese beiden Werte weit auseinander liegen, habe ich hohe Sicherheit auch mit alten/trockenen/feuchten Schrauben, wenn sie nahe beieinander liegen, sollte ich mir sehr viel Gedanken um die Schrauben machen (Lieferant, Lagerung, Alterung, Wechsel nach 10 Flügen etc.)

Ob sich da schon jemand mal ingenieursmässig Gedanken gemacht hat? Mein Wissen reicht dazu bei weitem nicht aus, vor allem habe ich keine Ahnung vom Abscherverhalten der Schrauben. Bei den Modellraketen wurden die shear pins in sauber geschliffenen Messingröhrchen gelagert, um ein definiertes Abscherverhalten zu erreichen. Aus dem Bauch heraus würde ich sagen, dass man das bei den Höhenruderbefestigungen genauso handhaben müsste. Derzeit habe ich "unten" (in der SR-Dämpfungsflosse) eine Messing-Eindrehmutter mit dem scharfkantigen Ende oben. "Oben", also im HR selbst, ist der Schraubentunnel aus einem nicht bestimmbaren harten Material mit unbekannter Kantenhärte. Ich müsste wohl etwas aufbohren und ein passendes scharf geschliffenes Messingröhrchen einharzen, um mein gewünschtes Ziel zu erreichen: Schert bei nicht erwünschten Drehbewegungen (hängen geblieben) oder seitlichen Beschleunigungen (Tragflächen eingefädelt) ab, hält aber auf alle vertikalen Belastungen (HR ziehen oder drücken im Flug).

Bertram
 
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