Flächenstahl durch Carbon ersetzen

FlyHein

Vereinsmitglied
Guten Abend Mechaniker

Wenn ich die Diskussion richtig verstanden habe, hat ein rechteckiger Flächenverbinder etwa die 1,7-fache Stabilitöt gegenüber einem runden Verbinder.

Warum werden dann keine rechteckigen Verbinder, vielleicht sogar hohl angeboten? Oder habe ich bisher den Lieferanten für Vierkantrohre einfach übersehen? Kennt jemand Lieferanten für Edelstahlrohre?

Mal wieder Fragen, Fragen, Fragen.....
 
hi flyhein,
stimmt aber nur wenn du einen Innkreis in den rechteckigen Querschnitt zeichnest; ich hatte früher einmal ein Modell (kann mich aber nicht mehr genau erinnern welches) mit rechteckigem Flächenverbinder; jedoch ist durch die dünne Wandstärke der Verbinder geknickt. Ausserdem stelle ich mir die Fertigung kompliziert vor (wie stellt man eine rechteckige Bohrung her?)
Grüße Roman
 

FlyHein

Vereinsmitglied
Guten Morgen Gemeinde

Hallo Roman

Wie der Skizze von Yeti zu entnehmen ist, werden die Zug- und Biegekräfte zum überwiegenden Teil von den aussenliegenden Strukturen des Steckverbinders aufgenommen.
Ich denke einen solchen hohlen Steckverbinder müsste man selber herstellen können indem man sich zunächst zwei Aluprofile besorgt. Das erste ist ein geschlossenes Rechteckprofil (z.B. 10x20), das zweite ein zum ersten deutlich übermaßiges (z.B.25x25) U-Profil. Alle Profiloberflächen werden sorgfältig gewachst. Um das Rechteckprofil laminiert man zunächst 2- bis 3x CfK-Schlauch, auf den Boden des U-Profils wird eine entsprechende Anzahl von CFK-Rovings eingelegt. Hierauf legt man hochkant das vorbereitete Rechteckprofil. Die Freiräume zwischen den U-Profil-Wänden und dem Rechteckprofil füllt man nun sorgfältig mit CfK-Rovings, genauso wird das U-Profil mit Rovings oberhalb des Rechteckprofils gefüllt.
Mit etwas mehr theoretischem Hintergrund als ich den habe denke ich, kann man auf diese Art eine Flächensteckung herstellen, die sowohl die max.Biegemomente aufnehmen kann als auch die hier im Thread beschriebenen Scherkräfte. Zumindest die Biegekräfte lassen sich aus Holmberechnungsprogrammen ableiten.

Lieg ich da falsch?

Diskussion freigegeben.

[ 16. Juni 2002, 15:00: Beitrag editiert von: FlyHein ]
 

FlyHein

Vereinsmitglied
Guten Morgen Gemeinde

habt ihr schon die neue MFI (7/2002) gelesen? dort wird auf den Seiten 38-40 der Bau einer BS1 (4,5m Spannweite/6,8 kg/Lastvielfaches=25) von Chr. Baron beschrieben.
Für diesen thread hier ist das Foto mit der Flächensteckung sehr interessant. Es zeigt einen rechteckigen CfK-Stab (25x20), der innen hohl ist. Anscheinend wurde ein entsprechendes Rohr während des Laminierens eingelegt.
Herr Baron scheint das realisiert zu haben, was ich am 13.Juni hier schon angedacht habe. Ich werde ihn mal anmailen, vielleicht verrät er ja, wie die Steckung zustande gekommen ist.

[ 21. Juni 2002, 06:54: Beitrag editiert von: FlyHein ]
 

hbe

User
Hi Ihr Hohlverbinderpanscher,
ich habe bei meiner Vitesse auch eine Carbon und Gewichtssparversion beim Verbinder mit den Massen h x b = 16 x 25 mm. Es wird zunächst mit Bändern aus gespreitzen Rovings(25 mm breit, aha!)ein 3 mm dicker Gurt laminiert(25 Lagen). Dann nehme ich 6 Balsastäbe 4x10 mm und überziehe diese mit dem Carbonschlauch SC1045 und positioniere diese auf dem Laminat. Danach wird der zweite Gurt laminiert. Die "Vierkantrohre aus CFK mit Balsakern sind in der Lage alle Schub- und Torsionskräfte aufzunehmen. Auch ein Absturz aus 300 m senkrecht hat diesen Verbinder nicht angekratzt. 30 cm wiegen nur 90 g. Leichter und fester geht es nicht.
Zur Stahlverbinderproblematik gibt es noch eine ALternative. Luftfahrtalurohr mit CFK-Kern, die ich in Kürze auch in Serie gehen lasse.
Tschö HB
 

FlyHein

Vereinsmitglied
Mahlzeit hbe

schön, das doch ein "Holmverbinderpanscher" seine Erfahrungen äußert. Ich habe also mit meiner Idee (s.o) garnicht so verkehrt gelegen, alledings ist dein Einsatz von Balsaleisten wesentlich einfacher zu realisieren.
Hast du für deinen CfK-Vierkant vorher irgendwelche Berechnungen bezüglich Biege-, Schub-, Torsionskräfte gemacht? Was willst du mit dem Ausdruck "gespreizte" Rovings sagen? Können für die Gurte statt der Rovings auch UD-Gewebe (z.B. CUD 134 von emc-Vega) laminiert werden?
Ich möchte mir nämlich einen Verbinder laminieren, der die Flächen eines 6m Seglers - mit angestrebten 13,5 kg Gesamtgewicht - verbindet und der genügend Reserven hat um einfachen Kunstflug oder höhere Geschwindigkeiten als beim besten Gleiten übersteht. An der Wurzel hat das Profil eine Höhe von 60 mm, sodaß die Höhe des Verbinders kein Problem darstellt.

Wäre schön von dir zu hören.

[ 21. Juni 2002, 12:46: Beitrag editiert von: FlyHein ]
 

hbe

User
Hallo,
natürlich muss man berechnen. Gesprizte Rovings sind bei mir unter CRG 42-7 oder CRG 25-4 zu haben. Gemeint ist damit, daß ein 12 k -Roving (12000 filamente = 0,5 Standardroving NF24) auf 6 mm Breite flach gespreizt wird. Bei den 25 bzw 42 mm breiten Bändern sind 4 bzw. 7 solcher Flachrovings mit einem hauchdünnen Heißkleberfaden verbunden und liegen auf einer Folie. Das erleichert das Harzen. Die Bänder werden zunächst alle getränt und dann nach und nach aufeinander gelegt. Das verdehen von Roving wird verhindert, was ca 15-20% Festigkeitsgewinn gegenüber normal verlegten Rovings ausmacht (Extreme Geradheit).
Also nochmals durch exaktes Fertigen Gewicht gespart. Für Flyhein's Großsegler müsste ein 25 x 25 mm Verbinder mit 5 mm Gurtstärke vollkommen ausreichen.
Tschö HB
 
Hallo FlyHein,
Habe deine mail bekommen und möchte hier antworten.
Rechteckige Flächenverbinder sind aufgrund ihrer besseren Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Querschnitte in einem Flügel besser geeignet um Biegemomente zu übertragen. Aber das haben ja die Kollegen hier schon genügend beschrieben. Wir haben seit 1980 unsere Flächenverbinder in relativ einfachen Formen, auch schon unter Verwendung von Aluprofilen aus dem Baumarkt, laminiert. Für die genannte BS1, zu sehen in MFI 7/2002 mit einer Scale-Dokumentation in MFI 6/2002 oder auf meiner Webside, haben wir die maximale Bauhöhe der Steckverbindung zwischen den Kohlenstoffrovings des Holm ausnutzen wollen. Wir wollten eine Biegefestigkeit wie bei unseren F3B-Modellen erreichen. Der Stab war daher mit einer vollen Kohlenstoff-Rovingfüllung überdimensioniert. Jürgen hat daher seinen Verbinder durch das einlaminieren eines 10mm Alurohres erleichtert. Die Herstellung geschieht folgendermaßen:
Der Verbinder wird in einer Form aus Aluprofilen die in parallelem Abstand auf einer beschichteten Spanplatte verschraubt sind hergestellt. nach dem Wachsen werden die Kohlenstoffrovings getränkt und in diese Form eingelegt. Nach der Hälfte der benötigten Rovings, die Gesamtanzahl kann man leicht ausrechnen, wird mittig das in V-Form gebogene Alurohr eingedrückt, dass er schön in der Mitte liegt und dann die zweite Hälfte der Rovings drauflaminiert. Anschließend kommt ein Brett auf die Form und das Ganze wird mit Schraubzwingen zusammen gepreßt.
Ich habe das schon mal in einem Artikel für FMT beschrieben. FMT Extra Segelflug 1994 beschrieben. Ich stelle diesen Artikel in Kürze auch auf meine Webside. Zu finden unter "Veröffentlichungen".
Diese Vorgehensweise ist natürlich ziemlich Simpel und bringt nicht viel, kaum eine Gewichtseinsparung, eine etwas geringere Festigkeit da nur der nahezu neutrale Bereich des Verbinders geschwächt wird, aber und jetzt komm's,

deutlich weniger Arbeit beim Laminieren des Verbinders.

Verbinder mit rechteckigem Querschnitt gibt es auch zu kaufen. Fragt mal bei EMC-Vega nach!
Einen Verbinder mit Aussparungen im mittleren Bereich habe ich auch von Jaro Müller, Ellipse 3, gesehen. Hier wurde der Verbinder in einer allerdings gefräßten Form so hergestellt wie es oben beschrieben wurde. Anstelle des Alurohres werden aber an den Enden der Form positionierte Einlagestücke, die keilförmig zur Mitte des Verbinders auf Null auslaufen, eingelegt und nach dem Aushärten wieder herausgezogen. Natürlich muß dabei jeder Roving auf Länge geschnitten werden, da ja in der Mitte mehr Rovings liegen als an den Enden des Verbinders.
Berechnen kann man die Abnahme der Rovinganzahl über die Berechnung des Biegemoments des Verbinders. Yeti kann das sicher aus meinem Excel-Berechnungsprogramm des Tragflächenholms für den Steckverbinder umstellen und uns zur Verfügung stellen!!! Ich habe leider wenig Zeit, sonst würde ich es selber schreiben, aber mein Hobby hat Vorrang!
Yeti, du findest das genannte Programm auf meiner Homepage unter ASH25 zum Download.
Gruß
Christian
http://ch.baron.bei.t-online.de
 

Yeti

User
Hi Christian,

Zeit habe ich leider selber keine... Ich habe aber schon mal auf deiner (übrigens sehr interessanten) Website herumgestöbert und werde mir auch das Programm mal anschauen.

Ich habe übrigens auch vor, mal ein wenig über Faserverbundstoffe und wie man damit rechnen kann, zu schreiben und ins Netz zu stellen. Aber da war ja noch das Problem mit der Zeit ;)

Gruß Yeti
 

TorDie

User
Beispiel aus der Praxis:
Meine ASH 26 MPX, übrigens mit Elicker Klapptriebwerk ausgerüstet, nur 5400 gr.schwer. Flächenverbinder: 12X1 Rohr, hochwertiger Stahl, innen ein exakt passender 10 er Kohlestab mit Uhu Endfest unter Temperatur eingeklebt... noch nie ein Problem gehabt und eine Menge Gewicht gespart zum Orginal MPX Stahl !
Gruß
Dieter
 
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