AUFWIND-Heft 5/13: Artikel "Holmauslegung"

Steffen

User
Theoretisch alles richtig,
Hm, und ich dachte immer: wenn es theoretisch nicht hält, hält es praktisch auch nicht.

Wenn es theoretisch aber hält, könnte es praktisch nicht halten. Dann wardie Theorie nicht detailliert genug ;-)

Aber wenn es nun bei Dir mit der Klebelänge hält, dann hält es auch mit einem 0/90> Steg :-)
Theoretisch und praktisch...
 

Gast_8039

User gesperrt
Hm, und ich dachte immer: wenn es theoretisch nicht hält, hält es praktisch auch nicht.

Wenn es theoretisch aber hält, könnte es praktisch nicht halten. Dann wardie Theorie nicht detailliert genug ;-)

Servus Steffen,
genau. Wollte damit sagen, es gibt auch so was wie Fertigungseinflüsse... besonders bei Klebungen. Und in Kürze ein kleines, praktisches Bildbeispiel dazu ;)
Aber wenn es nun bei Dir mit der Klebelänge hält, dann hält es auch mit einem 0/90> Steg :-)
Theoretisch und praktisch...
Theoretisch und praktisch, natürlich! Wenn die Schubfestigkeit des Kernmaterials und die Druckeigenschaften für die Stabilität des Holms ausreichen, hält das! Man hat halt "faules" Material verbaut in Form der annähernd spannungsfreien Längsfasern... und keine nennenswerte Vorteile durch Materialersparnis oder Arbeitserleichterung. Wozu also?
Allerdings ist die Annahme dass die Fasern keine Klebelänge aufweisen, nicht richtig. Sie sind über die Klebefuge an das Airex angebunden. Natürlich schwächer als in einem Voll-Laminat, jedoch nicht zu vernachlässigen! Auch dazu das in Kürze folgende Bildlein. Und ich glaube, ich muss in unserem Werkstofflabor mal einen Haft-Scherversuch machen, um rauszukriegen was das Zeug wirklich kann und wie es versagt ... da wird nämlich auch der Schubmodul interessant sein...:p und so könnte man die Praxis durch weitere Theorie untermauern...
 

Gast_8039

User gesperrt
Auch Bruch macht kluch

Auch Bruch macht kluch

Wie versprochen die Bilder:
das erste ist ein (in der Luft erprobt vollgasfester:rolleyes:) Swift-Flügel nach dem Einfädeln am Randbogen. Nein, dieser Flügel stammt nicht aus meiner Werkstatt :o Der offene Flügel knickt/ beult wundervoll, wenn man ihn biegt oder tordiert. Auf diese Weise hat er auch auf der Oberseite durch Einknicken versagt, was das Versagen des Klappen-Stegs zwangsläufig mit sich zieht. Typisches Stabilitätsversagen eben...:cool:

P1030664 Kopie.jpg

Hier im Detail sieht man, dass ein Balsasteg mit CF-Schlauch verbaut war, der sich von der Schale vollständig gelöst hatte. Ähm, Faserwinkel auch nicht ganz ideal, nächstes Mal Nummer kleiner, dafür dichter laminiert, please...

P1030660 Kopie.jpg

Der Steg an sich war ausreichend druck- und schubfest, sonst wäre er in sich (in Spannweitenrichtung oder 45°) abgeschert bzw. eingeknickt. Dagegen ist der Steg nur an einer Stelle stufenförmig gebrochen. Also war die Klebefuge Steg zu Schale der schwächste Bereich. Dass die Klebung eher mäßig ist, sieht man auch gut daran, dass kein Faserbruch stattfand bzw. keine Anhaftung gebrochener Fasern an der Gegenseite. Vermutlich hat das Balsa viel Harz abgezogen, und der Schlauch nebst der Fuge zur Schale fiel recht trocken. Die Klebung wird nicht schadenverursachend schlecht gewesen sein. Oder anders gesprochen: ich denke nicht, dass der Flügel bei anderer Bauweise oder besserer Klebung überlebt hätte. Aber der Steg hätte definitiv anders ausgesehen -> Viele stufenförmige Gewaltbrüche in Schlauch und gegenseitige Anhaftungen.

Hier das Gegenbeispiel:

P1030667 Kopie.jpg

Das ist der Flügel einer DG 600 und er war der Erste, an dem ich den Holm wie eingangs gezeigt, und einen Sandwichsteg aus 5mm Rohacell mit je 1 Lage Glas unter 45° und Abreißgewebe verbaut hatte. War dann leider in ähnlicher Weise wie der Swift kurzzeitig unter der Grasnarbe:cry:. Als Ackerpflug aber besser geeignet, vermatschte nur das Winglet und das QR riss an der Scharnierlinie vollständig ab. Die sichtbare Platzwunde an der Außenkante zum Ansteckflügel hat sich auch nicht entlang der Steg-Verklebung ausgebreitet. Der Flügel und das Ruder sind strukturell also noch völlig heile und das Ding fliegt hoffentlich nächstes Jahr wieder ... mit neuem Rumpf...

Mein Fazit:
1. Die Bildung von Klebewinkeln ist gut und werkstoffgerecht, aber kein Allheilmittel. Ist nämlich wertlos, wenn nicht exakt in der Klebung verbleibend und nach irgendwo Ausweichmöglichkeit.
2. Die Schlauchmethode ist nicht viel sicherer als ein eingeklebter "trockener" Steg. Widerspreche ich damit nicht auch meiner eigenen Behauptung von oben? Nö, eigentlich nicht, denn wie man die Verklebeflächen richtig vorbereitet müsste ja spätestens jetzt klar sein ;)
3. der mehrlagige Sandwichsteg im Holm und der einlagige im Klappensteg hält auch, obwohl deren Fasern durch Kraftnebenschluss eingebunden sind. Auch ne stehende 9 bei 9,2 Kilo haben diesen hier jedenfalls nicht auftrennen können, also scheinen Klebung und Schublastverlauf im Steg ausreichend
4. Carbon im Steg ist nicht zweckmäßig, bzw. nur für ultrasteife/ dünne Bauteile
-> Die Vorbereitung aller Klebeflächen sind das A und O!!!
 

Yeti

User
Allerdings ist die Annahme dass die Fasern keine Klebelänge aufweisen, nicht richtig. Sie sind über die Klebefuge an das Airex angebunden.
Genau das habe ich ja oben geschrieben: Bei deiner Bauweise erfolgt die Kraftübertragung über den Schaum. Das kann natürlich funktionieren (theoretisch und auch praktisch), wenn die Spannungen im Schaum gering sind. Aber eigentlich braucht man dann gar keine Fasern mehr auf dem Steg, wenn der Schaum sowieso alleine die Kräfte in den Gurt einleiten muss.

Und was ich weiterhin auch noch schrieb: Anstelle des Klebewinkels reicht bei der dünnen Stegbelegung auch eine kleine Mumpekehle als Anbindung der Diagonallagen an den Gurt. Dann wäre der Schaum aus der Sache raus und nur dafür da, die Steglagen gegen Beulen zu stützen (daher auch der Name "Stützstoff").

Feine Grüße!
 

Gast_8039

User gesperrt
Aber eigentlich braucht man dann gar keine Fasern mehr auf dem Steg, wenn der Schaum sowieso alleine die Kräfte in den Gurt einleiten muss.

Jein. Auf Druck bilden die belasteten Fasern einen einwandfreien Lastpfad. Die Gurte stützen sich jeweils in geringen Abständen auf die Glas-Zwischenlagen ab. Und durch die Scherenwirkung und Querkontraktion der diagonalen Kreuzlagen "längt" sich auf der Druckseite die Stegbeschichtung gegen den Obergurt, was einen Beitrag zur Stabilität gegen Knicken bringen müsste (Konjunktiv deshalb, denn das wäre mal zu berechnen). Der "Stützstoff" wird imho in jedem Fall bezüglich Stabilität aufgewertet, inwieweit das aber relevant ist hängt natürlich stark vom Einzelfall ab.
Und was ich weiterhin auch noch schrieb: Anstelle des Klebewinkels reicht bei der dünnen Stegbelegung auch eine kleine Mumpekehle als Anbindung der Diagonallagen an den Gurt. Dann wäre der Schaum aus der Sache raus und nur dafür da, die Steglagen gegen Beulen zu stützen (daher auch der Name "Stützstoff").

Feine Grüße!
Göönau! Das gilt v.a. beidseitig für den Klappensteg. Am Holmsteg aber auch, besonders wenn mit PU gefügt, denn es bildet sich hier eine ähnliche Kehle in Form des in die Kapillaren halboffener Schaumstruktur eintretenden Harzes. Voranstehend mit Integralschaumstruktur beschrieben -> von außen nach innen zunehmende Porosität/ abnehmende Rohdichte.
 

Gast_8039

User gesperrt
Hallo Achim,

das ist aber hoffentlich nicht mein ex-Swift der da so zerfläddert ist auf dem Bild - oder?

Gruß
Onki

Servus! Nein, keine Angst! Deiner hat jetzt Wölbklappen mit Kevlar-Elasticflaps, ne vernünftige Seilanlenkung auf Seite und erfreut sich ansonsten allerbester Gesundheit.

(Wie man WK nachrüsten kann -fast so gut wie ab Werk, das erzähle ich evtl. auch bald mal)...
 
Hi Achim,

wenn Du etwas zum Thema nachträglicher WK Einbau und einer guten Seilanlenkung fürs SR schreiben könntest, wäre ich Dir sehr dankbar.

Gruß
Thomas
 

FX2000

User
Airex vs. Styrodur vs Balsa

Airex vs. Styrodur vs Balsa

Moin Zusammen,

werde demnächst auch einen Styro Abachi Flügel (ASG 32 4,2m) bauen und stelle mir die Stegfrage?

- Könnte man bei der vom Achim gezeigte Steg Variante anstatt Airex auch XPS bzw. Styrodur einsetzten?
- Welchen Vor- Nachteile hätte Balsa gegenüber Airex bzw. Styrodur?

Gruß
Stephan
 
- Könnte man bei der vom Achim gezeigte Steg Variante anstatt Airex auch XPS bzw. Styrodur einsetzten?
- Welchen Vor- Nachteile hätte Balsa gegenüber Airex bzw. Styrodur?
Nachdem Achim dem Stützstoff einiges abverlangt (eben das Anbinden eines grossen Teils der Schubkräfte an den Gurt, deswegen ja die ganzen Diskussionen) würde ich da nicht auf weniger robuste Werkstoffe gehen. Ganz sicher kein Styrodur. Wie Balsa im Verhältnis zu Aires aussieht, weiss ich nicht.
 

Gast_8039

User gesperrt
Nachdem Achim dem Stützstoff einiges abverlangt (eben das Anbinden eines grossen Teils der Schubkräfte an den Gurt, deswegen ja die ganzen Diskussionen) würde ich da nicht auf weniger robuste Werkstoffe gehen. Ganz sicher kein Styrodur. Wie Balsa im Verhältnis zu Aires aussieht, weiss ich nicht.

Richtig. Ich verwende daher weder Styrodur noch Depron o.ä. weil ich der Druckverformung und Haftfestigkeit nicht wirklich traue. Subjektiv, zugegeben. Wenn überhaupt, dann nur unter dicken, nicht knickgefährdeten Gurten - d.h. als verlorene Form ausgelegt. Ich habe allerdings mal Holmproben mit Stegen aus Balsa hochkant und solchen aus Airex gefertigt und in der Prüfmaschine geknackt. Festigkeiten waren ungefähr gleich, jedoch stark gestreut (die Prüfmethode war zugegeben suboptimal wegen zu viel Querkraft). Balsa (hochkant!) liefert mindestens ebenbürtige Ergebnisse und eine etwas "steifer" erscheinende Kennlinie bis zum Knick/ Bruch (elastischer Bereich Tangentensteigung etwas steiler). Die Airex-Holmkerne verformen weicher und höher bevor Bruch am Gurt eintritt, erlauben daher eine etwas größere Flügelbiegung. Waren aber wie erwartet bis zuletzt delaminationsfest. Ich sehe nach wie vor beide Werkstoffe als sinnvoll. Auswahl je nachdem was verfügbar ist, insgesamt bevorzugt verarbeitet wird und ob ich eher einen hoch dämpfenden Flügel oder einen "klirrend" Harten möchte. Natürlich spielt die umgebende Flügelstruktur und Art der Verstärkung eine große Rolle. Dahingehend auch nochmal der Hinweis, dass für Ruder und Klappenstege ähnliche Maßstäbe gelten. Kleine Spitze -nein- Verbesserungsvorschlag! in Richtung einiger kommerzieller Anbieter:rolleyes:...
 

FX2000

User
Hallo Zusammen,
vielen Dank für Eure Erklärungen.

Dann ist es klar, ich werden mal die Variante mit dem Airex testen, da es leichter als Balsa ist und sich besser verarbeiten lässt.
Habt Ihr eine Bezugsquelle wo man Airex günstig kaufen kann? (nicht R&G)
Welches Material würdet Ihr mir für die Klappenstege empfehlen?
@Achim, Du meintest bei unserem Gespräch auf dem Lema dieses Jahr, dass in Deiner 3m Fox die Ruderstege mit CFK belegt sind. Hast Du da Schlauch verwendet (wenn ja welchen) oder das Stegmaterial mit CFK beschicktet? Mit welchem und welches Stegmaterial?
Beste Grüße
Stephan
 

Gast_8039

User gesperrt
Hallo Stephan,
die Klappenstege waren 5mm Airex C.71-50 im Vakuum mit Glas ca. 80-110g/m² (diagonal) belegt, darauf Abreißgewebe. Untermaß Steg zur Kernhöhe an der Stelle je ca. 1/2 mm, damit Klebefuge und je 2 x Roving CF NF24 (1600tex) Platz findet ohne unter Vakuum einzufallen.
Holmauslegung nach C. Baron + Erfahrungswerten + fertigungsbedingt.
 

Anhänge

  • P1040371 Kopie.jpg
    P1040371 Kopie.jpg
    73,4 KB · Aufrufe: 194

FX2000

User
Hallo Stephan,
die Klappenstege waren 5mm Airex C.71-50 im Vakuum mit Glas ca. 80-110g/m² (diagonal) belegt, darauf Abreißgewebe.

Hi Achim,
danke für Deine Antwort.

Das von Dir erwähnt Airex C71.50 konnte ich net finden... Aktuell gibt es aus der Baureihe Airex C71 das 71.55 o. 71.75... war das von Dir ein Tippfehler? oder gibt es das nicht mehr?

Untermaß Steg zur Kernhöhe an der Stelle je ca. 1/2 mm, damit Klebefuge und je 2 x Roving CF NF24 (1600tex) Platz findet ohne unter Vakuum einzufallen.

Untermaß ist klar, aber wieso "Platz finden ohne im Vakuum einzufallen"... versteht ich net! ist doch ein Wiederspruch, richtig? Wie meinst Du das? Wenn zu wenig Material übrig bleibt fällt es ein, wenn zuviel Material reinpacke, gibt es einen Buckel...
 

Gast_8039

User gesperrt
Tippfehler: gemeint war C71.55.
Wieso Widerspruch? Genau das meint es doch: Die jeweils (!) ca. 0,5 x 5mm Untermaß entsprechen dem Platz, den Roving plus Kleberaupe ungefähr einnehmen, d.h. damit der Bereich beim Pressen weder einfällt noch einen Buckel macht.
 

FX2000

User
OK, kein Wiedersprüch! ;) dann hab ichs nur falsch verstanden...

Welches Airex verwendest Du im Holmsteg? C70.75?

da dieses grün ist, nicht das gleiche wie im Klappensteg, richtig?
 

FX2000

User
Hi Achim,

Du beschichtest den Airex Platten für den Steg des Hauptholm "nur" mit 80er GFK. Wenn ich jetzt mal von meiner zu bauen Fläche ausgehe (4.2m ASG 32), Holmbreite an der Wurzel 42 mm auslaufen auf 5 mm, Steg aus 8 Platten je 5 mm, sollte ich dann auch mit dem 80er GFK arbeiten, oder lieber stärker? bringt an der Stelle mehr Material eine höhere Festigkeit?

Gruß
Stephan
 
Ansicht hell / dunkel umschalten
Oben Unten