Bauverfahren für Verbinder

[Tobias Reik]

Hallo zusammen.

Am Donnerstag habe ich mit Hans über Verbinder diskutiert.

Klassisch baut man ja die Verbinder entweder Massiv mit Roving oder macht sich etwas Mühe und baut den Verbinder mit Rovings als Gurt und Kohlefaserschläuchen/Balsa auf.

So weit so gut.

Unser Gedanke ist nun ob es sinn macht den Verbinder im Inneren Konisch zu bauen um auch hier die Kraft gleichmäßig in die Fläche einzuleiten.
Angeblich soll dies beim Ceres so realisiert sein.

Hat jemand von euch mit einem solchen Verbinder bereits erfahrungen gemacht oder Theoretische erfahrungen?

Vielen Dank für eure Meinung.

Tobi & Hans

[ArneF]

Hi,

die meisten Kohleverbinder der derzeitigen Top-Flieger sind konisch belegt, teilweise auch in der Geometrie konisch. Sinn macht das auf jeden Fall. Ich mache das beim Highlander auch so, mit Gelege als Gurtmaterial lässt sich das auch einfach realisieren.

Wenn man sich Mühe macht baut man nicht mit Balsa hochkant sondern wirklich fasergerecht. Bei mir sieht das so aus, dass ich als Kern eine Sandwichplatte aus Rohazell mit Stegen (einem massiven zentral) aus CFK diagonal verwende. Dieser wird mit den Gelegepakten belegt und dann nochmal in einen massiven Kohlschlauch gepackt. Das ganze Paket wird dann in der Form unter hohem Druck auf hohen Faservolumengehalt gepresst. Siehe Bild, sorry für die schlechte Quali.

http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1304&stc=1&d=1249137499

Ein Verbinder aus Rovings oder Gelege pur ist übrigens auch nicht gut da keine Fasern Schub übernehmen könne. Aufgrund der meist einhergehenden Überdimensionierung hält das meist trotzdem.

Gruß Arne

[haru_]

Hallo,

bisheriger Aufbau unserer Energija-Verbinder mit 22*15mm Querschnitt:

==== 140 Rovings 12K
XXX 2 Stege aus je 2 CFK Schläuchen (also 4 Lagen mit 45/45 Faserverlauf) + 30 Rovings + Balsakern
==== 100 Rovings 12K

Bei einem einfachen Bruchtest habe wir den Verbinder zwischen zwei Böcken
mit einem Gurt mit unser beider Körpergewicht (rd.180 kg) belastet und er hielt.

Die neue Form hat 30*14 mm und ist von unten zu beladen.
130 Rovings 12K oben, Gurthöhe 3,4mm
3 Stege 3,2mm CFK/Balsa, Höhe 8,1mm
95 Rovings 12K unten, Gurthöhe 2,5mm

Zwischen den Stegen wollen wir Hohlräume mit 10,1*8,1mm weite
für Ballaststangen 10*8mm.

Mit dem HM-Gelege von R&G (Laminatdicke 0,136mm )
Oberer Gurt 25 Lagen
Unterer Gurt 18 Lagen

Die Hauptfrage:
Wie stellt man die Hohlräume so passgenau her, dass nicht klemmt oder schlackert und man die Dorne rausbekommt.

Die Nebenfrage:
Ist es wegen der Herabsetzung eines Festigkeitssprungs / Verteilung
der Kräfte auf die Flanken der Verbindertaschen ein konischer Verlauf
der Gurte sinnvoll bzw. wie viel bringt das.

Hans

[Tim Medhurst]

Hallo Hans,
ich möchte etwas zu Deiner "Nebenfrage" sagen.
Wenn ich mir die Verbinder und Taschen vieler (um nicht zu sagen aller)
aktueller F3X Modelle angucke, haben sie über ihre Länge einen
konstanten, rechteckigen Querschnitt.
Warum entzieht sich meiner Kentniss, der einzige gute Grund dafür ist die
einfache Herstellung und evlt. die Möglichkeit darin Ballast unterzubringen.

Wenn man sich den Momentenverlauf eines Verbinders anguckt (Bild1), sieht
man, dass die Beanspruchung sich über der Länge stark verändert,
maximal ist das Biegemoment am Übergang zum Rumpf, minimal am
Ende des Verbinders. Dazwischen ist der Verlauf linear.
Das gilt nur, wenn der Verbinder punktuell auf 2 Punkten aufliegt, wie in Hans
Test. Davon gehe ich aber aus.

http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1316&stc=1&d=1249323678

Der optimale Verbinder ist also der Beanspruchung angepasst, und müsste
wie in Bild 2 aussehen:
http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1317&stc=1&d=1249323678

Zu den Enden hin braucht man kein Material, in der Mitte schon. Diese
Form ergäbe auch einen weicheren Verlauf des Biegemoments in der Fläche,
Brüche an den Enden der Taschen wären weniger wahrscheinlich, da der
Übergang weicher ist bzw. besser verstärkt werden könnte.
Warum baut das so keiner? Zu großer Aufwand? Habe ich einen Denkfehler
begangen?

Optimal scheint mir eine Holmbrücke wie in manntragenden Seglern
zu sein, diese könnte man mit einigem Aufwand in einem F3x Modell umsetzen.
Hier entstünde kein Steifigkeitssprung, keine Verbindertaschen sind notwendig,
und leichter wäre es wohl auch.
Christian Baron hat es so bei einem Scalesegler gemacht, folgende Fotos
sind von seiner Homepage entliehen:
http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1318&stc=1&d=1249324072

http://www.dynamic-soaring.de/forum/attachment.php?attachmentid=1319&stc=1&d=1249324072

Wenn die Holme auf diese Weise in den "Verbinder" übergehen, ist alles
optimal gelöst. Manntragende machen es nicht ohne Grund genauso.
Ballast kann man immer noch in Taschen vor/hinter dem Holm mitführen.

Hat das schonmal jemand bei einem F3X Modell ausprobiert?


Soweit meine Gedanken dazu, freue mich schon auf Eure Meinungen.Tim

[Artur Blömker]

Hallo!

Ich habe einen Transwarp, der hat in der Dicke einen konischen Verbinder.

Eigentlich hätte ein konischer Verbinder grosse Vorteile, in der Mitte könnte die Holmbelegung der Fläche gegen Null gehen, so daß der Verbinder an der Stelle dicker werden kann. Weiter innen kann man den Verbinder dann gegen Null dünner werden lassen, und die Belegung des Holmes hat viel mehr Platz als das bei einem parallelen Verbinder möglich wäre.

Viele Modelle ließen sich stabiler bauen,wenn sie einen konischen Verbinder hätten. So manch ein F3B-Modell würde dann auch schnellem DS standhalten, aber der parallele Verbinder bildet den schwächsten Punkt.

Ich vermute, dass Vereinfachungsgründe dafür verantworlich sind, dass aktuelle F3X-Modelle auf konische Verbinder verzichten.

Gruss Artur

[Mehmed Borovac]

Hi!

Ich habe für meine Europhia einen konischen Verbinder gebaut, als erstes hab ich den Verbinder vergrößert 40x330mm, das Original ist meiner Meinung nach unterdimensioniert, in der Dicke ist er 3mm konzentrisch.

Mit meiner Verbinderform kann ich die Dicke variieren, je nach Gurtdicke kann ich die optimale Verbinderdicke dafür bauen.

Ich bin nicht den extremen Weg gegangen und lass nicht die Rovings auf null auslaufen, das war mir ein wenig suspekt;), die Konzentrizität ist so gewählt das ich unter den Verbinder gleichmäßig viele Rovings unter bekomme. Bei den normalen Verbindern gibt es den Nachteil das die Gurtdicke am Ende des Verbinders definiert ist gerade da wo man die Rovings braucht schnürt der Verbinder sie ein, absolut ungünstig.

Der Nachteil ist das man sehr genau arbeiten muss, damit das ganze am Ende auch wirklich passt. Bei einem konzentrischen Verbinder darf ja nichts wackeln und es muss immer eine kleine Vorspannung beim zusammenstecken da sein.

Grüße, Memo

[Jaro_U]

Ich glaube hier wird aneinander vorbeigeredet. Die einen meinen konisch = konische Geometrie, die anderen konisch = über die Verbinderlänge variabler Materialeinsatz...

Ein (geometrisch) konischer Verbinder muss sehr gut passen, damit es kein Spiel gibt. Zudem ist die Sicherung der Tragfläche wesentlich wichtiger, da es zu Spiel kommt, sobald sich die Fläche ein wenig löst. Bei Verbindern konstanter Dicke ist das unproblematisch.

Abgesehen davon ist es durchaus möglich einen Verbinder mit konstanter Dicke mit einen sinnvollen und angepassten Steifigkeits- und Festigkeitsverlauf zu bauen. (Indem im Verbinder abgestufte "Gurte" eingesetzt werden). Hiervon sprach auch Hans, soweit ich ihn richtig verstanden habe. Diese Bauweise wird bei einigen Modellen verwendet.
Im Vergleich zu einer konischen Geometrie besteht nur der Nachteil des konstanten Platzbedarfs, ansonsten (meines Erachtens) nur Vorteile.

@Tim: Diese Art von Holmbrücke ist super, bedarf aber einer gewissen Länge damit die Kräfte nicht zu groß werden. Somit braucht man etwas Platz zwischen den Flächen - in einem Scale-Segler gegeben, nicht aber bei einem F3X-Modell...

Gruß - Jaro

[Tim Medhurst]

Jaro,
die maximalen Momente in der Brücke sind völlig unabhängig von der Länge der Brücke ;)
Sie liegen immer an Ende der Fläche an, im Übergang zum Rumpf.

Einzig die Querkräfte der Stifte in der gegenüberliegenden Fläche wachsen
linear an, wenn die Brücke kürzer wird. Ich denke das Problem ist einfach
in den Griff zu bekommen. Nur aufwändig herzustellen.

Aber ich klugscheiße schon wieder, bauen kann ich sowas eh nicht :eek:

Tim

[Artur Blömker]

Guten Morgen!

Mit meiner Verbinderform kann ich die Dicke variieren, je nach Gurtdicke kann ich die optimale Verbinderdicke dafür bauen.


Ich denke, das ist nicht nötig. Am Flächenende werden keine Rovings mehr gebraucht, daher kann der Verbinder an der Stelle sehr dick sein. Es findet keine Gurtbelastung mehr statt am Ende der Fläche.


Nach aussen hin wird der Verbinder dünner, so daß je nach geforderter Belastbarkeit der Flächengurte abgestuft mehr und mehr Gelege/Rovings eingelegt werden können/müssen. Klar - ist auch etwas Arbeit, aber so wäre eine deutlich dickere Gurtbelegung möglich.

Wem das nicht ganz klar ist: je dünner der Verbinder wird, desto dicker muss die Gurtbelegung werden. An den Enden des Verbinders übernimmt der Gurt dann die gesamte Belastung.

Beispiel:

Ein paralleler Verbinder ist 5 mm dünner als das Flächenprofil in der Mitte, sagen wir mal 13 mm dick.

Eine Gurtbelegung von ca. 2 mm oben + unten wäre das Maximum.

Bei einem konischen Verbinder wäre es möglich, diesen um 4 mm dicker zu bauen in der Mitte, also 17 mm. Das hätte erheblichen Einfluss auf die Festigkeit dieses Verbinders.

Zusätzlich könnte man auf Wunsch auch eine Belegung von 4 mm bauen, was bei dem parallelen Verbinder unmöglich wäre, wenn dieser halt nur für 2 mm Platz bietet.

Konische Verbinder und Sicherung gegen Abrutschen:

Ist mir nie passiert, ein Tesastreifen genügt, wie auch sonst. Trotzdem kann ich mir vorstellen, dass die Herstellung eines konischen Verbinders etwas mehr Präzision erfordert. Aber mit gefrästen Formen sollte das gar kein Problem darstellen. Es ist sicher sinnvoll, nicht ganz auf Dicke gegen null zu gehen an den Enden des Verbinders, weil der Winkel einen Einfluss hat auf die "Rutschigkeit" des Verbinders hat. Er muss ja aussen nur so dünn werden wie für eine maximale Gurtauslegung erforderlich wäre.

Transwarp:

Der Verbinder des Transwarp ist parallel 20 mm breit, in der Mitte 15 mm dick, aussen 10 mm, Gesamtlänge 270 mm; eingelegt sind 5 mm dick oben + unten durchgehend CFK-Gelege, dazwischen dann "keilförmig" abgestuftes Gelege


Unser Gedanke ist nun ob es sinn macht den Verbinder im Inneren Konisch zu bauen um auch hier die Kraft gleichmäßig in die Fläche einzuleiten.


Sind ja schon ein wenig offtopic hier ... sorry! :o

Ganz klar, eine Abstufung auch im parallelen Verbinder macht Sinn! Wenn da allerdings Ballast in die Kammern soll, warum nicht einfach ein Rohr (eckig oder rund) aus CFK-Schlauch herstellen und dann beim Bau mit einlegen? Dabei müsste der Kern incl. Frapan drin bleiben beim Verpressen. Die Abstufung würde ich trotzdem machen.
Beim Viking habe ich in die Kammern des Verbinders nachträglich CFK-Rohre eingeklebt, geht auch gut. Wegen der V-Form natürlich mittig getrennt.

Gruss Artur