Holmbrücke ??

Hallo zusammen,

ich plane (habe ich hier glaube ich schon mal beschrieben ) den Nachbau eines Ventus 2c mit 5,45 m Spw, einem Fluggewicht von ca. 11 kg und Klapptriebwerk.

Den Flächen möchte ich gerne selber bauen, so kann ich die Auslegung des Holmes, der GfK / CfK Verstärkungen sowie der Steckung so realisieren, wie ich es möchte.

Nun beschäftige ich mich mit der Steckung (irgendwie müsssen die Flächen ja an den Rumpf und auch wieder ab... ).

Ich habe mit Christian Baron´s Excel Tool schon mal verschiedene Steckungen durchgespiel -gerechnet.

Doch er hat mich auf seiner Seite, Projekt ASH 25, mit seiner Holmbrücke neugierig gemacht.

Nun würde ich gerne eine Holmbrücke selbst bauen.
Leider habe ich in der Literatur bisher wenig dazu gefunden.
Einen Vorteil sehe, ich gegenüber einer Rohrsteckung, dass ich die V-Vorm besser und größer wählen kann, da ich ja nicht an eine festgelegte Dicke: Profil / Rundsteckung gebunden bin.
Chr. Baron beschreibt super den Bau seiner Holmbrücke. (Seinen Bericht habe ich schon so oft gelesen - einfach toll, Lob an Chr. Baron, super )

Ich glaube man unterscheider zwei Bauarten:

1. Eine Gabel als V und die zweite greift dazwischen und
2. Jeweils eine Gabel pro Fläche die hintereinander greift (so wie bei Thommy´s großer B4)

Welche Bauweise bieten welche Vor- oder Nachteile ?

Gibt es irgendwo ein Berechnungstool für eine Holmbrücke (Belastung) ?

Kann ich mit einem Gewichtsvorteil gegenüber z.B. Stahlstab rechnen?

Ist der Bau einer Holmbrücke wirklich mit so viel Aufwand verbunden?

Müssen die Stahlstifte, die aus den Gabeln in die gegenüberliegende Wurzelrippe greifen besonders gelagert sein, da sie ja die Kraft der Flächen gegeneinander verteilen ?

Ich denke die Holmbrücke würde ich wie Chr. Baron aus Holz bauen, die Holmrowings komplett herumführen und die komplette Gabel mit einem CfK-Schlauch belegen.
Der Bauaufwand müsste doch ähnlich dem sein, wenn ich ein Rohr (für die Steckung) in den Holm einbaue und die Kräfte einleite

Kann man die Flächensicherung nun durch nur eine z.B. Schraube durch beide Gabel der Holmbrücke realisieren?

Hi !

Ein paar kurze Antworten zu einer schönen Frage

Ja, der Bau ist aufwendig. Meine DG303 hat auch eine Holmbrücke

Ja, man kann Bolzen durch die Gabeln bzw. Gabel/Zunge machen. So ist das bei der Original DG303 realisiert.

Ja, es gibt ein Tool: Das von Ch. Baron. Sieht da einer den Wald vor lauter Bäumen nicht

Muss jetzt weg ...

Grüße Helmut

Mefra,

Bauweise: Zunge-Gabel ist rechnerisch einfacher zu erfassen da aus der Verbindung keine Torsion infolge Biegemoment erzeugt wird. Asymmetrische Gabeln erzeugen hohe Torsionskräfte welche zusätzlich zur Flügeltorsion in den Wurzelrippen abgesetzt werden müssen.
Zum Berechnungstool hat TurboSchroegi schon das Richtige gesagt.
Ob es einen Gewichtsvorteil gegenüber Stahl gibt musst Du mal nachrechnen. Ich vermute dass die laminierte Zunge-Gabelverbindung günstiger ist da das Biegemoment ohne Umwege im Holm abgesetzt wird.
Aufwand: Na ja, wenn man bei diesen Größenordnung vernünftig und sicher (!!!) dimensionieren will (muss) dann kommt man um einen Mindestaufwand nicht drumherum...
Ich würde keine Bolzen in Spannweitenrichtung vorsehen, da dies bei Modellgrösse meiner Meinung nach in einen nicht zu vertretenden Aufwand ausartet. Viel einfacher ist die klassische Art indem Zunge und Gabel durch je einen Bolzen in Flugrichtung möglichst nahe an den Rumpfwänden verbunden werden. Holmbolzen sollten wegen der Flächenpressung in eingeklebten Buchsen gelagert werden, so kommt man auf die Dauer verschleissfrei mit kleinen Bolzendurchmessern aus.
Zusammenbaumontage wird relativ einfach: Flugzeug komplett zusammenstecken, V-Form ausrichten und Holmstummel von vorne vorbohren, auf
Hulsenmaß bohren und reiben, Hülsen mit Bolzen in aufgebautem Zustand einkleben.
Rumpfaufhängung "schwimmend" mit je 2 Bolzen pro Flügelhälfte (Tangentialkraftbolzen).
Ein "herumführen" der Gurte, wenn ichs richtig verstanden habe, von Ober- zu Untergurt ist nicht notwendig, da die Bolzenkräfte über den Steg abgesetzt werden. Rechne mal die Querkraft an den Bolzen, ich bin ziemlich sicher dass da ein Kohleschlauch nicht ausreicht. Wicklung in Glas ist übrigens sinnvoller, da eine Mikrorissgefährdung im Steggewebe überschaubar und bedingt durch die Elastizität tolerabler wird.

Gruss
Mike

Hallo Mefra,
klingt ja so, als wenn Dir meine Seite und das geschreibsel gefällt! Das freut mich natürlich, recht vielen Dank für die Blumen.
Ich war eine Woche in Brasilien und komme daher erst heute wieder an den Rechner. Mike alias "speedy573" hat ja schon das wesentliche zu Deinen Fragen geschrieben. Das mit den Querbolzen geht natürlich nur bei der Zunge/Gabel-Verbindung, nicht so einfach bei der Variante mit zwei Zungen. Ich werde dies bei der ASH25 auch so durchführen, benutze die Längsbolzen aber zudem zur besseren Führung beim Zusammenbau. Die Querbolzen dienen zudem als Fixierung der Flächen am Rumpf.
Kohlenstoffgewebe/Schläuche würde ich in dem Zunge/Gabelbereich der aus der Fläche ragt auch nicht nehmen. Meine Gabeln sind bisher (CB41, ASK23, ASH25) mit Glasgewebe umwickelt. Bei der "25" habe ich das erste mal mit Aramidrovings im Bereich der Bolzen gewickelt. Nach dem fertigstellen und anpassen der ersten Flächen an den "Urrumpf", wurde der gesamte Außenbereich der Zunge/Gabel-Verbindung nochmals mit Aramidrovings umwickelt. Kann man glaube ich auf den letzen Bildern sehen.
Ich werde in den nächsten Tagen an den ASH25 Seiten etwas ergänzen und verbessern. Ich kann auch .dxf files der Gabel (und auch des ganzen Modells) zum Download reinstellen. Interesse?
Gruß
Christian

http://www.cb-roter-baron.de

Christian,
ich sehe keinen Grund warum Bolzen zur Verbindung der Holmstummel in Flugrichtung bei asymmetrischer Ausführung der Holmstummel nicht funktionieren sollte.
Bei den "bemannten" klappt das ganz gut. Voraussetzung sind natürlich Bolzen an den Wurzelrippen.
Gruß
Mike

Genau Mike, das ist der kleine Hinweis der da fehlte, an die Wurzelrippen! Sonst hat man Probleme mit der Querkräften, falls nicht noch Querträger im Rumpf mitgenutzt werden, durch die die Querbolzen gesteckt werden.
Die Bolzen an den Wurzelrippen zu installieren ist eine gute Idee!
Gruß
Christian

Hi Folks!

Hier mal ein Beispiel, wie das bei der DG303 aussieht:



Hier sieht man die Bolzen in Flugrichtung schön nahe an der Rumpfwand. Ich habe eine Schraube mit Zylinderkopf und Innensechskant mit Schaft genommen, auf der Drehbank noch entsprechend bearbeitet und Hülsen bzw. Gewindewuchsen gedreht unnd diese in die Stummel eingesetzt.

Nebenbei: Meint Ihr das mit "asymetrischer" Brücke ?

Grüße Helmut

Helmut,

ja das nennt man asyymetrische Flügelstummel (oder so ähnlich...).

Fast wär ich drauf reingefallen; bei deiner Zeichnung handelt es sich um das Original, oder?

Erzähl doch mal was über deine DG! Bilder?

Gruß
Mike

Moin,

bei den 1:1-Fliegern nennt man das Zunge-Zunge-Verbindung.

Im Gegensatz zu Zunge-Gabel.

Ciao, Steffen

Steffen,
und was ist daran bitte nicht asymmetrisch???

Gruß
Mike

Ich habe nicht behauptet, dass das nicht asymmetrisch ist, aber ich wollte nur sagen, wie das bei denen genannt wird, von denen es kommt.

ich wüsste jedenfalls nicht, was gemeint ist mit asymmetrischen Holmstummeln, Gabel-Zunge und Box-Beam sind nämlich auch asymmetrisch.

und der Terminus Technicus ist halt Zunge-Zunge und Gabel-Zunge.

Symmetrisch sind nur Holmbrücken mit Holmstummeln an den Flügeln.

Ciao, Steffen

[ 20. März 2005, 21:55: Beitrag editiert von: Steffen ]

Hallo an alle,

vielen Dank für Eure Tipps und Meinungen.
Leider war ich ein paar Tage offline und kann mich erst heute wieder einschalten.

@Christian

Ich werde in den nächsten Tagen an den ASH25 Seiten etwas ergänzen und verbessern. Ich kann auch .dxf files der Gabel (und auch des ganzen Modells) zum Download reinstellen. Interesse?

Zum Vergrößern anklicken....

Oh, ja, gern, das wäre super
Ich komme mit Deinem Excel Tool recht zu zurecht, doch wie kann ich im Register (Steckungsdimension)die Dimension der Holmbrücke (GfK und Stahl geht schon sehr gut aus dem Tool hervor, doch Holz...)berechne???

Im Moment zweifel ich noch, welche Art der Brücke ich bauen soll ???

Ich denke einerseits der Aufbau des fertigen Modells ist einfacher mit der Gabel/Zunge Lösung, wie Christian s ASH Lösung, da hätte ich gleich eine Führung an der Wurzelrippen durch die Stahlbolzen.

Während der Bau einer asymmetrischen/Zunge-Zunge/Gabel-Zunge Holmbrüche (wie auch immer terminiert ) sicherlich einfacher ist, wenngleich ich hier, (danke an speedy573) an die Torsionskräfte denken muss.

Die Lösung von Helmut´s DG ist sicherlich einfacher zu realisieren, hier gefällt mir gut, dass die Holmbrücken einfach mittels zwei weit auseinanderliegenden Bolzen verschraubt werden und somit keine Kräfte in die Fläche (Stahlbolzen in Wurzelrippe) geleitet werden.

Mefra,
hmmm, denke da ist doch ein bischen was durcheinandergekommen.

Die Zeichnung der DG von Turboschroegi ist der erwähnte asymmetrische Gabel - Gabel Anschluss; also jener welcher auch zusätzliche Torsion aus der Homstummelverbindung erzeugt.
Dass dieses System funktioniert wurde ja im Masstab 1:1 oft genug bewiesen. Also nicht bange machen lassen; ich wollte nur auf die Problematik hinweisen. Unabhängig davon würde ich trotzdem an jeder Wurzelrippe vorne und hinten einen Bolzen vorsehen. Ob der Bolzen dabei in der Wurzelrippe oder am Rumpf angebracht ist ist eigentlich schnuppe. Vorteil der 4 Bolzen ist dass Du sowohl den Rumpf damit an die Flügel hängst und gleichzeitig die Flügeltorsion absetzt. Auf die zusätzliche Torsion aus der Holmverbindung kommts dann auch nicht mehr an; man sollte es nur konstruktiv berücksichtigen.
Weiterhin sollte die Wurzelrippe als Biegeträger in Flugrichtung zum Absetzen der Querkräfte von den Bolzen ausgelegt werden.
Die beiden Holmstummelverbindungsbolzen (was ein Wort!) sollten dann tatsächlich nur die beiden Stummel verbinden. Dies muss dann auch keine geschraubte Verbindung sein. Es werden lkediglich die zwei Bolzen von vorne nach hinten eingeschoben und gegen rutschen nach vorne gesichert. In Modellbauterminologie wäre das dann eine "schwimmende" Rumpfaufhängung (oder Flügelaufhängung, keine Ahnung wie das richtig heissen sollte).
So machen es halt die "Großen", und das hat sich auch bewährt.
Viel Spass beim konstruieren.
Gruß
Mike

@ speedy573

ah, jetzt ist der Groschen gefallen

Du meinst bei den 4 Bolzen die Bolzen, die aus der Fläche an der Wuzelrippe in den Rumpf greifen, und die zwei weiteren Holmstummelverbindungsbolzen sind die, die die beiden Holmbrücken miteinander verbinden.
Ich denke,so brauche ich insgesamt 6 Bolzen.

Vielleicht habe ich mich nicht nachvollziehbar ausgedrückt. Ich wollte sowieso die 4 Bolzen an den Wurzelrippen anbringen um die Torsionskräfte aufzufangen und die Holmbrücke "schwimmend" konzipieren.

Ursprünglich dachte ich daran, zwei Bolzen in Verlängerung der Holmstummel, quer zur Flugrichtung, in die Wurzelrippe der jeweils anderen Fläche greifen zu lassen. Zwei weitere, parallel zur Flugreichtung, sollten die Holmbrücke fest zusammen halten, und 4 weitere Bolzen sollte an den Wurzelrippen, jeweils an der Nasen- und Endleiste, die Torsionskräfte auffangen.
Ich denke nun die Bolzen in Verlängerung der Holmbrücke werde ich weglassen können.

Ich habe dies (allerdings ohne Holmbrücke) bei meiner MPX ASH 26 auch so, bei diesem System hängt der Flächenverbinder, Holm oder Stahl ohne Kontakt zum Rumpf. Dieser hängt an 4 Bolzen der Fläche an der Wurzelrippe.

Uii, ist doch manchmal kompliziert, dass in Wort zu fassen, so dass es auch jeder andere verstehen kann, auch wenn man das Gleiche meint...

Mefra,
alles bestens, so sollte es funktionieren.
Bei Deiner ursprünglichen Idee mit den 2 Bolzen in Spannweitenrichtung könntest Du Dir wiederum einen Holmstummelverbindungsbolzen sparen.....

Oder beide Holmstummelverbindungsbolzen weglassen und über die Querkraftbolzen in den Wurzelrippen verriegeln; so machts die Firma Grob bei den Segelflugzeugen.

Schluß jetzt, machs so wie Du es zuletzt vorhattest, das ist überschaubar!

Gruß
Mike

Hi Folks !

Ja, das ist ein Ausschnitt aus dem Originalplan. Jetzt gibt es neben Mike_2 noch einen der mich wegen Bildern penetriert

Ich bin kein so schneller "Bauer". Als ich den Rumpf im Früjahr 2004(!) bei Christian Volkmar abgeholt habe, hat's den bald umgehauen als ich von meinem geplanten Fertigstellungstermin "irgendwann Mitte/Herbst 2005" berichtet habe

Hiermit verspreche ich aber hoch und heilig (ojeoje ): Ich werde über Ostern ein paar schöne Baustufenbilder reinstellen.

Zum Projekt: DG303 in M1:3. Kerne habe ich selbst geschnitten (HN-956) und mit durchgehend 160g Kohle Biaxialgelege dann 1,2mm Abachi drauf geklebt. So liegen die Flächen halb beplankt nun in den Schalen. Störklappen sind drin. Das HLW ist fertig und der Haubenrahmen auch. Geplant ist, die Flächen mit dem HQ Wingletprofil zu bestücken. Will das einfach mal testen und sehen ...

Was mich die letzte Zeit sehr(!) gefuchst hat sind genau diese Holmstummeln. Die sehen recht einfach aus, sind sie aber nicht!

Was mir Probleme bereitet hat ist der kleine Teil eines jeden Stummels der noch in die gegenüberliegende Wurzelrippe ragt bzw. die Ausprägung der Tasche für dieses Stückchen. Ausserdem die Tatsache, dass der Holm ja so hoch ist wie der Kern, und die Wurzelrippe dadurch faktisch aus zwei Halbrippen besteht.

@Mefra: Die Torsionsbolzen (an denen der Rumpf hängt) sieht man auch im Plan. Das ist das Maß 54 und 637 von der Nasenleiste aus.

Grüße Helmut

P.S. Das mit der Torsion bzgl. der asymetrischen Holmstummel sehe ich wohl. Ist es aber nicht so, dass sich die Momente gegenseitig aufheben und "lediglich" zusätzliche Scherkräfte auf die Verbindungsbolzen erzeugen?

Moin Helmut,

Was mir Probleme bereitet hat ist der kleine Teil eines jeden Stummels der noch in die gegenüberliegende Wurzelrippe ragt bzw. die Ausprägung der Tasche für dieses Stückchen.

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Wieso möchtest Du unbedingt in die gegenüberliegende Wurzelrippe einklinken?
Würde ich nicht machen, da es die Wurzelrippe erheblich aufwändiger macht und ich neben einfacherem Aufrüsten keine Vorteile sehe.

Ausserdem die Tatsache, dass der Holm ja so hoch ist wie der Kern, und die Wurzelrippe dadurch faktisch aus zwei Halbrippen besteht.

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Hm, Du solltest schon in der Wurzelrippe Bänder in Tiefenrichtung haben (UD oder Rovings), sonst bekommst Du die Biegemomente aus den Querkraftbeschlägen nicht in den Holm.
Die halben Rippen können über Anwinklungen den Schub übertragen, aber nicht die Biegemomente.

Die Bauhöhe des Holmes bzw. des Stummels ist dann halt um die Dicke diese Bänder geringer. Der Übergang vom Flügel kommend muss harmonisch sein, keine Welle im Holmgurt.

Denke daran: der übliche Kraftverlauf ist folgender:
Die Querkraft aus der Rumpfmasse mal der Beschleunigung wird über die Querkraftbeschläge eingebracht (was ihr Torsionsbolzen nennt).
Die Wurzelrippe transportiert diese Querkraft in den Holm (ergibt also Schub und Biegung auf der Rippe) und der Holm verteilt es dann in den Flügel wo die Luftkraft die Gegenkraft ist.

Ist es aber nicht so, dass sich die Momente gegenseitig aufheben und "lediglich" zusätzliche Scherkräfte auf die Verbindungsbolzen erzeugen?

Zum Vergrößern anklicken....

Nicht ganz. Betrachte erstmal einen Bolzen in den beiden Stummeln: der Bolzen setzt seine Verbindungskraft in die beidem Holmstummel ab. Über den Abstand der Holmstummel (wir können in etwa die Mitte der Stummel ansetzen) ergibt sich ein Torsionsmoment im Holmstummel. Diese Torsionsmoment wird vom anderen Bolzen ebenfalls aufgebracht und damit ist die Torsion nur im Stummel zwischen den beiden Bolzen.
Dieses muss halt beachtet werden, wenn man so baut.

Wählt man stattdessen die Lösung der Stummelbolzen (also Verlängerung der Stummel in die gegenüberliegende Wurzelrippe), hat man zwar keine Torsion auf den Stummeln, aber dafür höhere Kräfte in den Wurzelrippen.

Auf jeden Fall sollte man bei den Bolzen die Bolzenkräfte beachten und dazu gehören die Lochleibungsspannungen auf die Buchsen und die Holmumwicklung. Bei den großen kommt man auch nicht ohne Inserts aus (massive GFK oder CFK-Platten zwischen den Gurten) in die die Buchsen eingeklebt sind.

Je nach Lösung die Torsion oder die Biegung auf die Bolzen nicht vergessen.

Ciao, Steffen

Turboschroegi,

hast Du Fotos von der Wurzelrippe des Originals?
Genauso bietet es sich an im Modell nachzubauen.
Ist eigentlich garnicht so kompliziert. Die WR hat einen vorderen Teil, dann kommt der Holm in voller Profilhöhe und dann der hintere Teil der WR.
Die Hersteller der Originale bauen die erwähnten 4 Teile der WR-Hälften in eigenen Formen (also je eine WR vorne re / li und das gleiche hinten). In diesen Bauteilen ist die Aufnahme (Sperrholzklotz) für die Buchsen der Querkraftbolzen schon einlaminiert.
Der Aufbau der einzelnen WR-Teile ist ein um 90° gedrehtes U mit der Öffnung jeweils zum Rumpf hin. Dort ragt dann der Stummel der anderen Fläche hinein.
Hmmm, ist mit Worten kompliziert zu beschreiben.
Auf jeden Fall könnte man für diese 4 Teile eine verlorenen Form aus Styro schneiden, das ist wirklich überschaubar. Die fertigen WR-Teile dann bohren für die Buchsenaufnahme und mithilfe einer Vorrichtung (Lage der Bohrungen zum Flügel fixieren) in die Flügelschale einkleben.
Was dann noch fehlt ist ein UD-Verband in Flugrichtung; sozusagen komplett um die WR umlaufend und schon ist der Biegeverband zum Absetzen der Querkräfte an der WR fertig....

Vielleicht kommst Du ja an Originalzeichnungen ran.
Wenn sich die Hersteller querstellen in Sachen Zeichnungen kannst Du ja mal die LTB's abklappern. Wenn die eine römische Vase zusammenkleben brauchen die auch eine Dokumentation.

Die vom Gabel-Gabelanschluß erzeugte Torsion wird nicht "intern" in den Stummeln abgestzt sondern als erhöhte Querkraft an den WR-Bolzen.
Man kann sich der Verlauf plastischer vorstellen wenn man z.B. eine Modell aus Karton zusammenklebt (Technische Mechannik für Praktiker...)

Gruß
Mike

Hi Folks !

Danke für die gute Info!

@Steffen:

Unbedingt will ich nicht einklinken. War halt so im Originalplan und ich dachte: Dir Brücke baust Du "Scale". Hab die Stummeln halt dann so gefräßt.

Bzgl. der Buchsen habe ich mir ehrlich gesagt keine großen Gedanken gemacht. Habe dem Schwiegerpappa einfach einen "Drehauftrag" für Buchsen mit 2mm Wandstärke und 10mm Innendurchmesser gegeben - nach dem Motto: Hält sicher

Die Frage nach der Holmumwicklung/Inserts plagt mich auch: Durch die Verjüngung in Flugrichtung eines Stummels muss der natürlich auch in Richtung der Hochachse verjüngt (zugespitzt werden) damit die gleiche Anzahl Rovings platz hat. Da bleibt nicht mehr viel "Fleisch" zwischen Buchse und Gurte im Buchesteg.

@speedy:

Nein ein Foto der WR habe ich nicht. War aber klar, dass das zwei Halbrippen sein müssen. Was Du mit dem "umgedrehten U" meinst weiß ich. Habe Fotos von dieser WR, die allerdings nicht aus zwei Halbrippen besteht. Wäre interessant, wie die den Holm in diesem Bereich gebaut haben um den Kontakt zur Schale zu kriegen. Steffen, weißt Du das?

@Mefra: Hast Du schon was konstruiert?

Danke + Grüße
Helmut

Turboschroegi,

Steffen hat schon Recht, wenn du nicht Scale bauen musst mach die Holmstummel kürzer damit die nicht in die gegenüberliegende WR ragen.

Verjüngung Holmstummel:
Verstehe das Problem nicht ganz. Holmstummel tritt aus der WR aus und hat im Bereich des ersten Holmstummelverbindungsbolzens (i hate it!) das grösste Biegemoment sprich die maximale Anzahl Rovings in den Gurten. Ab da kannst Du die Anzahl der Rovings reduzieren. Rein theoretisch ist das Biegemoment am Bolzen der am Ende des Stummels liegt Null.

Foto WR:
Vermute dass die WR noch einen Durchbruch für der Holm erhält, welcher noch vor dem Einkleben angebracht wird.
Oder es ist eine WR von einem abgetrebten Flügel (Ultraleicht?) Wäre gut möglich da ausser den beiden Umlenkhebeln keine Anschlüsse da sind. Aber ein UL mit automatischen Anschlüssen?
Eine WR in Kohle find' ich eh etwas suspekt, also doch UL?
Keine Ahnung.

Gruß
Mike