Holmreparatur: Methode und welche Klebstoffe?

An einem Großsegler ist durch einen Absturz der Holm nahe der Wurzelrippe beschädigt.






Der Aufbau des Holmes im Flügel ist grob skizziert so (von oben gesehen):



Die schwarzen Linien sollen die Risse symbolisieren. Die "Gabel" dient der Aufnahme des Holmes der anderen Fläche, der nur aus einem Vierkant besteht. Dieser Vierkant wird zwischen die Zinken der Gabel geschoben und durch ein Stück Flachstahl tiefer in der Gabel verankert. Diese Gabel ist größtenteils außerhalb der Fläche. Diese Art der Flächensteckung kennt man aus der Großfliegerei. Beim Absturz oder einer möglicher vorheriger Überlastung hat der Holm der anderen Fläche die Gabel auseinandergedrückt, so daß der Holm in Richtung Flächenspitze auf ca. 10cm Länge in Längsrichtung gerissen ist. Wenn man die Gabel zusammendrückt, gehen die Spalte auf, beim Loslassen wieder zusammen. Bevor ich die Fläche in die Tonne trete, möchte ich einen Reparaturversuch wagen.

Dazu müßten erst die Risse und Spalten verschlossen werden. Ich überlege, mit Baumwollschnitzeln angedicktes 24h-Harz zu nehmen oder dicken Sekundenkleber, Aktivator und Glaspulver als Füllstoff. Ich habe gesehen, daß es auch 2K-Sekundenkleber gibt, bei denen der Klebstoff in der Spritztülle gemischt wird. Worin liegt der Hauptunterschied zu normalem 1K Sekundenkleber?

Als nächstes hätte ich den Holm auf beiden Seiten mit Streifen aus 2 mm Carbonplattenmaterial belegt, halb die nicht eingerissene Seite und halb die eingerissene Seite. Damit quasi der Bereich, wo die Risse aufhören, versteift wird und das "Scharnier" blockiert wird. Auch hier stellt sich die Frage nach dem richtigen Klebstoff: Eingedicktes 24h Epoxi, Stabilit Express oder Uhu Endfest?

Zum Schluß würde ich den Holm von der Wurzelrippe beginnend bis zum Ende der Carbonstreifen mit einem Kohleroving umwickeln und diesen mit Harz an den Holm kleben.

Grob skizziert so:



Zusätzlich wird die Befestigung der Flächen im Rumpf so verändert, daß ein Rausrutschen des anderen Flächenholmes und Spreizen der Gabel vermieden wird.

Würde das von mir Angedachte so im Prinzip funktionieren?

Moin, würde es auch versuchen
Allerdings würde ich Endfest benutzen, zur Not warm machen, in den Riss rein, dann mit Roving und Endfest umwickeln…

Andreas Wingerath schrieb:

Moin, würde es auch versuchen
Allerdings würde ich Endfest benutzen, zur Not warm machen, in den Riss rein, dann mit Roving und Endfest umwickeln…

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Z.T. ist etwas Material aus dem Holm rausgebrochen, wie man auf den Fotos evtl. sehen kann. Und diese Lücken möchte ich möglichst haltbar verfüllen und gleichzeitig tiefer drin den Holm verkleben. Kann man mit Endfest die etwas breiteren Risse auch verfüllen? Warmes, dünnflüssiges Harz läuft schön in die Risse, aber hält das auch Lücken und breitere Spalten zusammen?

Vielleicht täuscht das auf den Bildern, aber für mich sieht das aus wie wenn der Holm falsch in der Fläche liegt?!
Ich meine da wo der Riss ist, das ist doch diagonales Gewebe auf einem Sperrholz o.Ä.? Und seitlich daran sind UD Fasern?
Hier sieht man wie der Aufbau in etwa sein sollte:
http://f3j.in.ua/ua/supra-expert-family.html?#tab7

Kannst du das mal prüfen und gegebenenfalls bessere Bilder machen?

Den Hoöm mit Rovings zu umwickeln ist nicht zweckmässig.

Hallo shoggun,

den Aufbau des Holms und die verwendeten Materialien kann ich leider nicht mehr ändern. Mein Reparaturversuch soll eine Spreizung verhindern. Wenn Rovings dafür nicht geeignet sind, was dann? Die Konstruktionszeichnung ist sehr interessant, aber ich kann solche Hightech-Konstruktionen nachträglich nicht nachbauen.

Die Konstruktionsteichnung hab ich nur als Anschauungsbeispiel verlinkt damit du siehst wie ein Holm aufgebaut werden könnte/sollte.
Ziel einer Reparatur sollte es ja sein, die ursprünglichen Eigenschaften wieder herzustellen, dazu muss man aber erst mal wissen wie die Faserstruktur aufgebaut ist - evtl. hilft dir dabei die Zeichnung.

Ein Holmgurt (pos. 1 in der Zeichnung) sollte aus Rovings bestehen welche die Zug und Druckkräfte aufnehmen (Biegung der Fläche) wenn diese gebrochen sind bringt es nichts sie zu umwickeln, die Faserausrichtung ist ganz einfach falsch.

Hmmm.....

Es soll doch verhindert werden, daß sich der Holm an den Rissen auseinanderdrücken läßt. Da ich keinen Schlauch drüberziehen kann, wüßte ich keine andere Methode als den Holm großzügig zu umwickeln. Ein vereinfachtes Bild macht es vielleicht deutlicher: Ein Besenstiel ist in Längsrichtung mittig angebrochen. Die Fasern hängen noch zusammen, aber in der Mitte des Besenstiels ist ein Riß. Ich umwickle die Bruchstelle großzügig mit Kohlerovings. Danach sollte der Besenstiel an dieser Stelle nicht mehr brechen. Was ist an dieser Denkweise denn falsch?

Auf dem zweiten Foto sieht man direkt an der Holmstegseite einen gebrochenen Bereich der am Anfang des Ausschnitts der Oberseitenschale liegt. Hier sieht man, das der Holm eigentlich vollständig gebrochen ist und wohl nur noch an wenigen Fasern in der Fläche hängt.
Die Schalen sollten daher bis direkt zur Wurzelrippe entfernt werden. Dann alles ausrichten mit dem Rumpf und der anderen Flächenhälfte und schon mal mit Uhu endfest verkleben. Das dient aber nur der Fixierung der Gabel in die richtige Position. Jetzt sollten die Rovings der Holmgurte (die liegen sicher unter dem Gewebeschlauch den man auf der Holmoberfläche sieht) etwas angeschliffen werden und einige Lagen UD-Gelege oben und unten auf den Holmsteg laminiert werden. Die Schalen können später über dem Holm, der ja dann deutlich dicker ist, noch dünn drüber laminiert werden.
An die Seiten des Holmsteges müssen zwei drei Lagen C-Gewebe diagonal bis zur Wurzelrippe laminiert werden.

Hallo Robin

Ich gebe Dir den Rat diese Flächen nicht mehr zu benutzen.

Zum einen wurde wie Shoggun schon bemerkte der Holmgurt um 90Grad verdreht eingelegt, zum anderen liegt der Steg auf der Innenlage und ist nur über den Stützstoff mit der Aussenlage verbunden.
Das sind zwei fundamentale Baumängel und da Du jetzt davon Kenntnis hast solltest Du dir gut überlegen ob Du damit fliegen und andere in Gefahr bringen willst.

Gruss
Adrian

Adi72 schrieb:

Hallo Robin

Ich gebe Dir den Rat diese Flächen nicht mehr zu benutzen.

Zum einen wurde wie Shoggun schon bemerkte der Holmgurt um 90Grad verdreht eingelegt, zum anderen liegt der Steg auf der Innenlage und ist nur über den Stützstoff mit der Aussenlage verbunden.
Das sind zwei fundamentale Baumängel und da Du jetzt davon Kenntnis hast solltest Du dir gut überlegen ob Du damit fliegen und andere in Gefahr bringen willst.

Gruss
Adrian

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OK Adrian, ich werde das berücksichtigen.

Der Holm muss nicht mit der Aussenlage der Schale verbunden sein!
Die Schale ist für die exakte Profilform und die Torsionsbeanspruchungen der Fläche zuständig und der Holm für die Biegebeanspruchung. Das kann sogar getrennt werden und funktioniert wie man es bei Teleskopflächen schon manntragend und als Modell gebaut hat.

Hallo Christian

Es kann schon sein das so gemacht wird, dann wird aber richtig gebaut und berechnet.
Ich kann mir auch vorstellen das einige Hersteller so bauen da es einfach schneller geht.....

Ich würde das nicht so machen da der Holm und die Schale nur über den Stützstoff verbunden sind und dessen vermögen Schubkräfte aufzunehmen im Vergleich zu einer laminierten Verbindung oder einer Verklebung bescheiden ist.

Im Robins Fall hat die Fläche wohl schon einen Schlag bekommen und es ist fraglich ob die Verbindung von Holm und Schale noch intakt ist,
dazu noch der vermutlich verkehrt aufgebaute Holm wäre mir zu riskant.


Aber Robin kann ja mal mit einem kleinen Schraubenzieher nachschauen ob er irgendwo UD Fasern oder Rovings in Läangsrichtung oben und unten am Holzsteg findet.....

Gruss
Adrian

Also ich kenne viele Schalenflächen, wo der Holm nicht mit der Außenlage verbunden ist, sondern nur mit der inneren Lage. Ich behaupte jetzt mal ohne Anspruch auf absolute Richtigkeit, daß das die klassische Schalenbauweise ist. Bei der Hartschalenbauweise wäre es z.B. so wie von Adrian beschrieben.

Der Holm hat sich nur unwesentlich weiter zur Flächenspitze hin von der inneren Schale gelöst. Hier werde ich die Harz-/Microballonraupe wegkratzen und neu machen. Die rausgeschnittenen Schalenteile verklebe ich dann auch mit dem Holm.

Nach reiflicher Überlegung bin ich zum Entschluss gekommen, daß es nicht unverantwortlich ist, die Fläche zu reparieren. Die Kräfte im Flug wirken anders auf die Schadensstelle. Wenn allerdings die Fläche durch Rotationskräfte (z.B. durch eine verpatze Landung mit Pirouette oder Ringelpietz) verdreht wird, könnte es wieder zu einem Schaden kommen.

Danke Christian Baron für Dein scharfes Auge! Die Reparatur werde ich genau so machen wie von Dir beschrieben.

Robinhood schrieb:

Also ich kenne viele Schalenflächen, wo der Holm nicht mit der Außenlage verbunden ist, sondern nur mit der inneren Lage.

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Ach ja? Welche Modelle wären das denn?

Robinhood schrieb:

Ich behaupte jetzt mal ohne Anspruch auf absolute Richtigkeit, daß das die klassische Schalenbauweise ist.

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Da liegst du definitiv falsch!

shoggun schrieb:

Da liegst du definitiv falsch!

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Ja, deswegen habe ich ja auch versucht, mit "ohne Anspruch auf Richtigkeit" einen Rückzieher machen zu können .
Spaß beiseite: Ich habe schon ein paar Modelle von innen gesehen (meistens nach dem Crash), wo die Fläche so aufgebaut war. Aber die waren auf normale und leichte Belastungen ausgelegt und konstruktiv vermutlich aus den 90ern, wie mein Flieger mit dem Schaden auch. Macht ja eigentlich auch nix, wenn man damit umgehen kann.

Eigentlich ist es ja auch egal, du bist mit dem Flieger ja offensichtlich bereits geflogen und bis jetzt hat er gehalten, also ist das ja ok.
Den Aufbau des Holmes finde ich „sehr speziell“, aber so wie ich das verstanden habe willst du die Reparatur ja eh durchführen, also bringt es auch nichts dich auf diese Konstruktionsfehler aufmerksam zu machen.

Dennoch wäre es hilfreich, wenn du dir nochmal den Faserverlauf im Bereich des Bruchs genauer ansiehst.
Dein Vergleich mit dem Besenstiel ist schon richtig, auf dem Bild ist aber deutlich zu erkennen, dass zumindest ein Teil des Bruchs diagonal verläuft. Wenn die Fasern so verlaufen wie sie sollten, sind sie an der Stelle definitiv gebrochen und deine Reparaturmethode wird nicht halten. (Und wenn du schon unbedingt einwickeln willst, dann würde ich dir empfehlen Kevlar Rovings zu nehmen!)

Verklebung

Verklebung

Hallo Robin,
ich wollte dir für die Verklebungen zum Elan Tech AS90 mit AW92 Härter (R&G)raten. Das ist ein spezielles Verklebeharz extra für solche Verklebungen. Ich finde die Verarbeitung sehr angenehm.
Viel Erfolg,
Johannes

Hallo Johannes,

danke für den Tipp, der Kleber hört sich gut an. Ich habe dann interessehalber die Vergleichsdaten zwischen EP und Methylmethacrylat MMA mal angeschaut und bin dabei auf die Megabond-Kleber gekommen. Die Zug-Scherkräfte sind vergleichbar sehr gut. Vorteile der MMA sind leichtere Mischbarkeit (1:1) aus der Doppelkartusche und kürzere Aushärtezeiten bei gleicher Festigkeit. Bestellt habe ich jetzt UHU Plus Multifest aus dem Industriekleber-Handel. Damit klebe ich die Carbonplatten an den Holmsteg und zum Schluß die ausgeschnittenen Flächenstücke an den Holm. Die Rovings bzw. Gelegestreifen werde ich mit normalem 24h-Harz auf den Holmsteg laminieren.

Einen ersten Arbeitsschritt habe ich bereits gemacht. In die durchgängigen Risse habe ich sehr großzügig dünnflüssigen Sekundenkleber getropft und nochmals mit dem Fön erwärmt, bis unten der überschüssige Kleber rausgetropft ist. In die breiteren Risse habe ich Glasperlenfiller gegeben und nochmals großzüzig mit CA betropft. Das ist steinhart geworden. Der Biegetest ist positiv verlaufen.

shoggun schrieb:

also bringt es auch nichts dich auf diese Konstruktionsfehler aufmerksam zu machen.

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Dass die Schale nicht mit dem Holm verbunden ist, ist definitiv KEIN Konstruktionsfehler. Vielmehr versucht man in solchen Konstruktionen normalerweise wenn möglich die einzelnen lastaufnehmenden Elemente wo es geht voneinander zu entkoppeln. Unter anderem auch deshalb, weil man nur so richtig beherrschen kann, wie sich die Lasten verteilen. Wenn du zwei Torsionskästen miteinander verbindest (was du bekommst, wenn am Holm ober-und Unterschale schubfest verbunden werden) wird das System statisch überbestimmt. Wie sich die Lasten zwischen den zwei Elementen verteilen ist dann nicht mehr genau zu ermitteln, weil es von den Anfangsbedingungen abhängt. Ausserdem können durch lokale Zwängungen unerwünschte Deformationen auftreten.

Funktionell muss die Schale nur die lokalen Auftriebskräfte in Form von Druck durch den Stützstoff auf den Holm übertragen. Soviel verträgt der allemal.

Nötig wird eine starke Verbindung von Holm und Schale nur dann, wenn man der Schale wesentliche Biegelasten überbürden will. Kann man tun, muss man aber nicht.


Trotzdem, zur Reparatur, wie hier angedacht: Ohne den Bruch nicht genau gesehen zu haben, möchte ich dazu keine Empfehlung abgeben. Wenn auch nur der Hauch einer Befürchtung besteht, dass das Gurtmaterial quer durchgebrochen ist, würde ich in dem Fall die ganze Holmgabel neu machen. "Wickelreparatur" ist nur dann angesagt, wenn wirklich bloss die (sonst immer noch intakten) Längselemente voneinander getrennt wurden.

MarkusN schrieb:

Trotzdem, zur Reparatur, wie hier angedacht: Ohne den Bruch nicht genau gesehen zu haben, möchte ich dazu keine Empfehlung abgeben. Wenn auch nur der Hauch einer Befürchtung besteht, dass das Gurtmaterial quer durchgebrochen ist, würde ich in dem Fall die ganze Holmgabel neu machen. "Wickelreparatur" ist nur dann angesagt, wenn wirklich bloss die (sonst immer noch intakten) Längselemente voneinander getrennt wurden.

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Ich habe heute nach langer Ablüftzeit über Nacht die Fläche belastet, sowohl positiv als auch negativ. Da rührt sich nichts, auch wenn es bis jetzt nur eine Sekundenkleber/Filler-Verklebung innen im Holm ist. Nach der beidseitigen hochkanten Verstärkung durch CfK-Platten und dem Umwickeln mit Rovings kann da nach Adam Riese nichts mehr passieren. Dennoch werde ich im Wissen um den Schaden die Belastungen im Flug gering halten.

Ich danke für den Hinweis

Dass die Schale nicht mit dem Holm verbunden ist, ist definitiv KEIN Konstruktionsfehler.

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und die ausführliche Begründung dazu. Ich war schon verunsichert, weil ich - wie schon erwähnt - einige Modelle dieser Bauart gesehen habe. Darunter Valenta und andere nicht unbekannte Hersteller.