Wie Reparatur Holmverbinder vom Habicht ?

[Walter Häberling]

Hallo RCN-User,

Gestern ist bei meinem Habicht der Stummelholm an der rechten Fläche gebrochen.

Wetter top, leicht wechselnder Wind, aber nicht zu arg. Der Schlepp war perfekt. Zuerst wurde einige Gleiflugversuche und Neutrimmung durchgeführt. Einige einfache Kunstflugfiguren (Loopings, Turn) wobei ich nicht das Gefühl hatte irgendwie zu heftige Lastwechsel zu produzieren.
Der Landeanflug verlief eigentlich perfekt, jedoch frischte der Wind leicht in Landerichtung auf und der Habicht kam mit ordentlich Fahrt hinein. Mit Klappen voll gesetzt und Butterfly leicht gesetzt setzte der Habicht auf, sprang etwas weg um dann nach dem 2. Aufsetzen zum Stillstand zu kommen. Es sah bis dahin alles gut, jedoch als ich den Flügelspalt sah, wusste ich sofort was passiert war….

Der rechte Flügelholm ist an der Wurzelrippe gebrochen! Mein Kollegen hätten die Landung auch nicht so heftig eingeschätzt („einfach eine Landung mit etwas erhöhter Fahrt…“). Ich denke es ist nun müssig zu diskutieren, ob der Holm eigentlich bereits im Flug angeknackst wurde oder erst beim aufsetzen (meine Kunstflugkünste sind noch sehr bescheiden, gerade deshalb könnten hier auch schon erhebliche Kräfte gewirkt haben…).



Aus meiner Sicht gilt es jetzt eine stabilere Lösung einzubauen.
Hauptsächlich stehen nun zuerst folgende Fragen an:
1. was für Material ?
2. Wie kann ich einen solchen Holm dimensionierien? Wie soll der neue Holm belastet werden.?
3. Was für eine Konstruktionsart ist sinnvoll? Steckung lose? Steckung fix? schwimmend?
4. wie realisiere ich einen nachträglichen Einbau?

Da ich in der Konstruktion von Modellen und erst recht nicht in der Dimensionierung KnowHow habe, gelange ich nun an euch alle mit der Bitte um Unterstützung.

Ein paar technische Eckdaten.
- Modellgewicht total: 10300 gr
- Rumpfgewicht total: 6600 gr
- Flächeninhalt: 128 dm2
- Spannweite 3.88 m
- Holm bisher: Holz 52x15 mm http://www.rc-network.de/forum/showthread.php?t=9078&page=38 (Seite 22 #356 bis 368)
- ebenso Bilder Bilder 37 bis 39 zum Holmaufbau in meinem Baubericht www.haeb.ch/wh/bau_habicht/Bau_Habicht.html

Aus jetziger Sicht stelle ich mir auch folgendes vor:
- auf jeden Fall beide Seiten erneuern
- muss härteren Landungen und Kunstflug standhalten
- eher schmal (< 15mm)
- wenn möglich nicht auch noch Flächenoberseiten zerstören (aber wenns halt nicht anders geht…)

Als brennendste Frage steht nun im Raum: wie muss so ein Holm dimensioniert sein, dass er hält? Dann kann man sich der Frage widmen, wie man den Umbau realisiert.
So, nun hoffe ich Ihr könnt mir da etwas auf die Sprünge helfen, wie man da vorgehen könnte.

 

[Gast_8624]

Holmdimensionierung

Holmdimensionierung

Hallo Walter,
www.cb-roter-baron.de/
unter download findest du das Excelsheet zum Berechnen von Holmen.
Mach dich damit mal vertraut. Werkstoffwerte für Holz findest du da auch.
Ohne jetzt nachgeschaut zu haben in deinem Baubericht, auf dem Foto vom Bruch sieht es so aus als ob es oben und unten nur einen Holmgurt gibt? Das ganze Holz dazwischen ist nur der Querkraftsteg, der bringt für die Biegefestigkeit nix.
Rechne mit den Defaultwerten, Ca=1 und v= 40m/s.
Zur Reperatur wirst du wohl nicht drumrumkommen die Fläche auf zu machen.

 

[toobo]

Hallo Walter,
Der Schaden sieht nach einem zu starken Landestoß aus, da die Oberseite beschädigt ist.
Aus meiner Sicht kommst Du um einen Neubau nicht herum. Ich kann mir nicht vorstellen, dass über eine Reparatur eine vernünftige Krafteinleitung gelingt.
Der größte Schwachpunkt des Holms sind m.M. die einfach ausgelegten Gurte im Wurzelbereich. Die Maße des Holmes sind eigentlich ausreichend um genug Festigkeit zu erreichen. Ich würde die Holme von der Wurzel aus mit 3-lagigen Kiefern- oder Eschengurten (je 5x15mm) beginnend, zum Außenflügel auf 1-lagig aufbauen und im Wurzelbereich mit Birkensperrholz füllen (weich mit Schwalbenschwanz auslaufen lasen) und mit 2mm Fliegersperrholz verkasten.
Ähnlich ist der Holm meiner 5m Ka6e aufgebaut und die hat bisher alle freiwilligen und unfreiwilligen harten Manöver klaglos weggesteckt.

 

[LUMO]

Hallo Walter,
wie ich schon vor langer Zeit im Habicht Thread geschrieben habe, wurde mein Holm mit jeweils vier Kiefernleisten aufgebaut zwei unten und zwei oben, dazwischen ist alles massiv, bis ca. 15 cm über den Knick hinaus.
Das Gewicht habe ich dadurch wieder ausgeglichen das ich die Höhenruder- Servos nicht im Heck verbaut habe sondern soweit wie möglich nach vorne.
Das wird eine aufwändige Reparatur, Holm seitlich aufmachen und einen Alu-Steg implantieren.

Grüsse Lumo

 

[MarkusN]

Obwohl der Holm wahrscheinlich den Biegelasten gewachsen ist, würde ich die Steckung wegen der grossen Querkraft, die dort eingeleitet wird, nicht so auslegen. Es sieht auch so aus, als ob der Gurt dort von aussen etwas eingedrückt ist.

Die üblichen, härteren Steckungsmaterialien wie Stahl, GFK, CFK sind da robuster (obwohl vor CFK genau wegen diesr Kritischen Stelle wegen seiner Sprödheit auch immer wieder gewarnt wird. Ersatz durch ein konventionelle Steckung hätte auch den Vorteil, dass sie evtl "endoskopisch" in den Steg gebohrt zu realisieren ist.

So eine Flächenverbindung mit herausgezogenem Holm kann man schon machen, aber dann besser als klassische Zunge-Gabel Verbindung und mit Einleitung der Querkraft über Stahlbolzen (Schwimmende Steckung).

 

[Gast_20230]

Hallo,
ich befürchte mal mit Bohren und Rohr oder Rundholm rein wird das nichts. Mal davon abgesehen dass man den Bohrer kaum zentriert im Holm laufen lassen kann (der Durchmesser würde über den Holm seitlich rauslaufen) hat man nach vorne/hinten keine vernünftige Abstützung. Ich denke eine saubere OP mit Komplettersatz ist da der bessere Weg.
Ob es dann Carbon, Glas, Stahl oder wieder Holz wird ist nur eine Frage der Dimensionierung. Stahl hat da sicher noch seine Vorzüge wenn man auf der sicheren Seite sein will. Eine Überlastung führt dann normalerweise nur zu dauerhafter V-Form, nicht gleich zum Bruch.
Zu Deinem aktuellen Aufbau:
Welche Holmaufnahme hast Du im Rumpf? Was sich nicht mit Holzholmen verträgt ist z.B. 4-Kant Metallrohr. Die Kerbwirkung ist zu gross. Ebenfalls ungeeignet ist zu viel Spiel im Holm wg. Hebelarmen. Ich vermute vom Bild her irgend eine starke Kerbwirkung.

Und: Was ist "dazwischen Massiv"? Vom Hellen her tippe ich auf Pappel oder Birkensperrholz? Beide (und insbesondere Pappel) haben keine ausreichende Festigkeit. Kann aber auch täuschen, ist nur eine Vermutung mit dem Holz.

Das mit dem "Extragewicht" und den nach vorne verlegten Servos habe ich nun überhaupt nicht verstanden, der Holm sitzt doch genau im Schwerpunkt!?

Bis dann,
Ralf Schmidt

 

[harly42]

Blei

Blei

Hallo,
Das mit dem "Extragewicht" und den nach vorne verlegten Servos habe ich nun überhaupt nicht verstanden, der Holm sitzt doch genau im Schwerpunkt!?

Bis dann,
Ralf Schmidt

Hallo Ralf,
vorne weniger blei in der Nase, wenn Servos nicht hinten.

pie mal Daumen, ungefähr, drei mal weniger als des Gewicht der Servos.

zu dem Thema Holm kann ich nur sagen wenn ich Ihn mal bauen sollte, was ich schon ewig will, leider Beruflich zu oft im Ausland eingespannt, weiss ich jetzt das ich mir beim Bau gleich gedanken machen muss. Wenn die Bella XXL fertig ziehe ich beforzugt Habichte hoch.

Gruß aus Shanghai
Hagen

 

[Walter Häberling]

Hallo miteinander,
Erstmals Dank für Eure Feedbacks. Ich sehe, das wird noch eine Knacknuss. Dazu will ich mich speziell nochmals mit der Dimensionierung auseinandersetzen.
Ich hatte primär vor irgendwie vor wie einen Holmverbinder zu bauen, nicht mehr einen fixen Holmstummel wie bisher. Aufgrund Eurere Voten dürfte dann aber dann vor allem das Problem mit der Krafteinleitung bestehen.

@Lumo,
Ja leider hatte ich damals schon alles im Rohbau so weit, dass ich erstmal auf die Konstruktion vertraut habe. Da hat mir die eigene Erfahrung gefehlt.

Nun will ich mich auch mal mit dem Berechnungssheet von Christian Baron auseinandersetzen. Ich möchte herausfinden welche Dimension ein Verbinder haben muss, mal unabhängig von der Krafteinleitung in den Flügel.
Da brauche ich aber noch Zeit.

Ich werde mich sicher noch weiter Informationen, Meinungen und Einschätzungen von Euch allen einholen müssen.

 

[Walter Häberling]

hallo Ralf,
Ja der Holm ist mit mehreren Lagen Pappelsperrholz und nur einer Kiefergurte 10x5mm oben und unten ausgeführt.
Die Holmstummel werden in „Holztaschen“ gesteckt und mit 6mm Bolzen gesichert.
Ich habe dazu noch Bilder eingefügt. Ich kann mir durchaus vorstellen, den Holm neu schwimmend zu realisieren.

 

[Gast_20230]

Hallo Walter,
ich wage zu behaupten wenn Du den Holm nicht aus "Pappdeckel-Holz", sondern z.B. durchgängig aus "richtigem" Holz, z.B. Kiefernleisten, aufbaust hält das auch. So brauchte nur der obere Kieferstringer nen kleinen Knick und wech war's.
Kannst Du auch vorab probieren: Einen Testholm bauen (würde ich Dir nach diesem Beinahe-GAU sowieso raten) und mal Gewichte dranhängen um zu sehen was der hält. Dann hast Du auch ein besseres Gefühl beim nächsten Flug.
Zur Kraftverteilung eignet sich auch ein paar Rovings auf/unter den Holm zu legen um die Kraftspitze an der Wurzelrippe besser auf den Holm zu übertragen. Oder gleich nen Kohleholm bauen, ist nicht so sehr schwierig, und Du kannst Deine doch recht komplexe und massive Aufnahme im Rumpf beibehalten. Für Rundholm etc. müsstest Du ja komplett umbauen.
Nen einfachen C-Holm in der Form kannst Du z.B. in einer einfachen U-Form laminieren (drei glatte Bretter in der Höhe/Breite des Holmes), Rovings reinlaminieren und danach nen Deckel mit Schraubzwingen drauf pressen. Geht schnell, und hält alles.
Wie im Kochbuch: "Rezept: Einfach / etwas teurer" ;-)
Ich würde versuchen ausschliesslich von unten zu operieren. Was da so wie drin liegt musst Du wissen. Ggf. mit einer genau eingestellten Kreissäge den Holm Herausschneiden (von unten, Schnitttiefe=Holmhöhe, 2-3 Schnitte bis der Holm komplett entfernt ist. Danach Beplankung von unten gut einschäften, Gewebe rüber, fertig.

 

[Gast_8624]

Hallo Walter,

Holm bisher: Holz 52x15 mm

und nur einer Kiefergurte 10x5mm oben und unten ausgeführt

Versteh ich das richtig:
der Holm hat die Außenabmessung 52x15mm, aber der Holmgurt ist oben und unten nur einmal 10x5mm?

 

[MTT]

Sieht so aus....

Gut auf dem 2. und 3. Bild zu erkennen...

 

[kurbel]

Hm, das is gaaanz schön wenig, wirklich etwas sehr zart, völlig unnötigerweise.

Kurbel

 

[MarkusN]

Ebenfalls unnötig: Der Holmstummel, der nur bis Mitte Rumpf geht. Das Verdoppelt glatt die nötige Querkraft, um das Moment an der Flügelwurzel aufzunehmen.
Die ganze Konstruktion scheint mir etwas stark an den Möglichkeiten der CNC-Fräse aufgehängt zu sein, statt an den auftretenden Kräften und optimaler Verwendung der Materialien.

 

[Gast_20230]

Hiya,
aber der Spant mit der Holmaufnahme dürfte auch einen mittelschweren Beschuss mit 9mm aushalten
Also, das Ganze ist an sich nicht schlecht, es ist halt noch viel Potenzial vorhanden....
Also Walter, mach' was draus, wäre doch echt schade um das schöne Modell.

 

[Walter Häberling]

Hi Ralf,
Danke für die Aufmunterung. Noch eine Nachfrage zu deinen letzten Ausführungen.
Denkst du beim beschriebenen C-Holm an einen losen Verbinder der irgendwie in den vorhandenen Holzholm eingelegt und die Kräfte eingeleitet werden muss (vielleicht in einer eigenen Tasche) oder an einen fixen Holmstummel wie bisher mit der selben Bolzenbefestigung?
Kräftemässig dürfte ein voller Kohleverbinder vom Gefühl her auch etwas kleiner als der Holzholm ausfallen (müsste aber noch berechnet werden).

 

[kurbel]

Also ich würde den Holm ansich nochmal überdenken.
Der ist ja schon so etwas mild ausgestattet.

Sind die Bolzenlöcher in der Holmtasche da nur zur Sicherung, oder sollen die da irgendwelche Querkräfte einleiten?

Kurbel

 

[Walter Häberling]

Salü Kurbel,
Die Bolzen werden sicher einen rechten Teil der Querkräfte aufnehmen müssen. Der Holmstummel sitzt ja nicht direkt "saugend" in der Rumpfaufnahme. Wieviel durch den Holm/Taschenverbund aufgenommen wird, kann ich nicht abschätzen. Wenn die Bolzen nicht gesteckt sind ist ganz minimales Spiel in vertikaler Richtung vorhanden.

 

[kurbel]

Wenn die Stummel in der Aufnahme anecken, dann würd's mich nicht wundern, dass es an genau der Stelle bricht.

Kurbel

 

[Gast_8624]

...genau an der Stelle ist es ja auch gebrochen, wie die Bilder zeigen...

Ich würde die Taschen im Rumpf als Aufnahme für die Holmstummel so lassen. Die Bolzen aber nur als Sicherung gegen herausrutschen nehmen. Wenn man das ändern wollte müßte man ja den ganzen Rumpf kpl. umbauen. Da kommt man ja nicht mehr richtig dran ohne die Struktur auseinanderzunehmen.

Der Querschnitt des Holm mit 52x15mm gibt genug her um oben und unten ausreichend dimensionierte Kiefergurte einzubauen (Rechnung nach CB).

Dann ist nur die Frage wie den Holm anschäften. Ich find den Vorschlag von RALF gut, den alten Holm von unten mit der Tischkreissäge heraus zutrennen und dann die Gurte anzuschäften. Schäftungsverhältnis 1:20, gibt bei 5mm Holmgurtdicke eine Schäftlänge von 100mm. Die zusätzlichen Gurte ausspitzen damit keine Querschnittssprünge auftreten.
Sollte für einen Holzwurm kein Problem sein ist nur Arbeit.