HRW aus Carbon sinnvoll?

[Diablol]

Ich hab mal drüber nachgedacht ob es möglich ist Wellen gegen Carbon auszutauschen.

Also generell werden Carbonwellen ja sehr überzeugend mittlerweile überall eingesetzt. Und wenn man es richtig macht mit NUR Vorteilen.

Auf was genau wird denn eine HRW am meisten belastet? Biegung?

Warum sind unsere Wellen so dick wie sie sind?

Auch wenn ich es vllt Berechnen könnte, abe ich kann mir kaum vorstellen dass z.b. eine 8mm Stahlwelle in einem 500er Heli von Rotorkopfkräften gebrochen werden kann???

Ok die sind hohl. Eine entsprechende CFK Welle bräuchte ungefähr die 2-3 fache Querschnittsfläche. Je nachdem welches Emodul man durch bestimme Faserausrichungen bekommt.

Ich überlege mir nämlich aus einer Kombination von Carbonstab und Prepreg Rohr eine Carbonwelle zu probieren. 10mm voll statt 8mm hohl.

Sinn oder Unsinn oder Ja aber richtig machen?


Teilweise hab ich gelesen dass z.b. im Protos Extrem Carbonwellen geflogen werden

[Freeman]

AW: HRW aus Carbon sinnvoll?

Wie reagiert so eine Carbon Welle auf Vibrationen?
Sowas müsste man ja mal Simulieren können oder?

[Rex500]

AW: HRW aus Carbon sinnvoll?

Wäre da nicht der Verschleiß an Taumelscheibe bzw. Lager zu hoch?
Ich denke die wird net so abriebfest sein und einlaufen?

Gruß Tobi

[Albert]

AW: HRW aus Carbon sinnvoll?

prinzipiell keine schlechte Idee. Aber....

Aber von Anfang an:
1. Eine Rotorwelle wird folgendermaßen belastet:
a Zug
b Druck
c Torsion
d Lochleibung
e Biegung
2. Rein gefühlsmäßig ist die Last am höchsten auf Biegung. Biegung heisst, dass es auf einer Seite Zug gibt, auf der anderen Druck.
3. Faser lassen sich nur auf Zug belasten.

Welche Folgen hat das:
a Zug: sollte absolut unproblematisch sein
b Druck in Axialrichtung: dito, da die Kräfte bei einer 10mm Welle sicher nicht zum Versagen führen
c Torsion: auch hier sollten die Kräfte bei deiner Anordnung mit einem Rohr (idealerweise im 45° Winkel gelegt nicht problematisch sein
d Lochleibung: da wird's schon schwieriger. Sprich die Kräfte müssen irgendwie in die Welle. Sprich Querbohrungen. Das führt dazu, dass der Faserverlauf unterbrochen wird und die Bohrungen auf druck belastet werden. Beides führt dazu, dass der Matrixwerkstoff (Harz) versagen wird und die Welle aufsplittert.
e: Biegung: Hier sind die größten Lasten zu erwarten. Nachdem leider bei Biegung nur immer eine Seite richtig = Zug belastet ist, wird die anderes Seite = Druck versagen. On Top kommt die Kerbwirkung an der Einspannstelle, sprich ßbergang z.B. im Zentralstück oder oberen Domlager

Des weiteren habe ich schon selber im Zugversuch ermittelt, dass der hohe E-Modul der reinen Faser im Verbund mit dem weichen Matrixwerkstoff zu einem deutlich niedrigeren E-Modul als Stahl führt.

Also ist nach meiner Meinung nix mit einer ultraleichten Carbonwelle.

ABER: wenn du ein sehr dünnes Stahlrohr mit einer Carbonfüllung versiehst, hast du all meine Bedenken und auch noch das Problem mit der Taumelscheibenbewegung deutlich entschärft. Aber für harte Beanspruchungen wie 3D würde ich trotzdem einen Biegeversuch des Endproduktes vorsehen als letzte Instanz

[Muki19]

AW: HRW aus Carbon sinnvoll?

Du meinst sicher Titan-Carbonwellen, so eine habe ich in meinem Raptor. Der Gewichtsunterschied ist enorm. Es war gut 1/3 weniger wie die Stahlwelle. Wenn man beides in den Händen hält wird es am deutlichsten.

[Thomas L.]

AW: HRW aus Carbon sinnvoll?

ich kenne Titan und Carbon, aber was sind Titan-Carbonwellen, wie sind die aufgebaut?

[raimcomputi]

AW: HRW aus Carbon sinnvoll?

Auch wenn ich es vllt Berechnen könnte, abe ich kann mir kaum vorstellen dass z.b. eine 8mm Stahlwelle in einem 500er Heli von Rotorkopfkräften gebrochen werden kann???

Unterschätz die Kräfte nicht. Mir ist in meinem 250ger mal beim Crash die massive 4mm Stahlwelle in der Mitte durchgebrochen.

Raimund

[Diablol]

AW: HRW aus Carbon sinnvoll?

Konnte grad mit dem Kollegen chatten, der die Carbonwelle im Protos getestet hat.

Er hat gemeint, funktioniert hats erst mal super auch Vibs waren sogar besser, aber ist nacht 100+ Flügen gebrochen.

Allerdings war die Welle hohl mit gleichem Durchmesser wie Stahl. Also für mich macht das selbst ohne viel Erfahrung (aber theoretisches Wissen) keinen Sinn.

Entwickelt hat die jmd den vllt einige kennen aber ich nenn mal keine Namen.

@Albert deine erwähnten Probleme sehe ich auch so. vor allem Lochleibung. Daher hätte ich auch versucht zb. den Kopf zu kleben...

ABER: wenn du ein sehr dünnes Stahlrohr mit einer Carbonfüllung versiehst, hast du all meine Bedenken und auch noch das Problem mit der Taumelscheibenbewegung deutlich entschärft.

gute Idee!

mal sehn..Edelstahlrohr 1 Meter dünnwandig | eBay

[Diablol]

AW: HRW aus Carbon sinnvoll?

beim Crash die massive 4mm Stahlwelle in der Mitte durchgebrochen

Ja das kann ja sein, aber ich würde den Crashfall nicht als Auslegungskriterium sehen!

[Albert]

AW: HRW aus Carbon sinnvoll?

Um die Schale/Rohr noch Tragfähig zu haben, würde ich einen Wandstärke von 0,5mm vorschlagen. Dann sollte das Carbon nur noch die Biegung und das Knicken der dünnen Rohres verhindern. Torsion, Lochleibung, Aufsplittern usw. sollte alles kein Problem mehr sein.

[spacebaron]

AW: HRW aus Carbon sinnvoll?

hallole,
wie verhält sich das harz als bindung in den lagern?. prinzipiell hast immer durch biegung eine leichte reibung zwischen lager und welle. arbeitet sich das lager dadurch in das harz ein?
was für qualitätsanforderungen werden an das gewebe und harz gestellt. Industriequalität oder Luftfahrtqualität?
gruss

[Muki19]

AW: HRW aus Carbon sinnvoll?

Diese Titan-Carbonwellen ist außen ein Titan-Rohr und hat innen einen CFK-Einsatz...

Die Welle hat aber auch 20€ gekostet...dafür hättest du auch 2 Stahlwellen bekommen...

[faxxe]

AW: HRW aus Carbon sinnvoll?

Nur für mein Verständniss:
Z.B. bei einem Logo 800 hat die HRW 192g. Das sind ~2.7% des Gesamtgewichtes.

Selbst wenn man die nun irgendwie um 50% leichter bekommen würde, spielt das doch auf
das Gesamtgewicht gesehen kaum eine Rolle.
Ich denke, bei den meisten Modell Helis wird das Verhälniss ähnlich sein;
warum dann dieses Teil "gewichtsoptimieren"?

Bei zB. Akkus oder Motor wäre doch prozentuell gesehen viel mehr Spielraum.....
-Heimo

[Diablol]

AW: HRW aus Carbon sinnvoll?

Selbst wenn man die nun irgendwie um 50% leichter bekommen würde, spielt das doch auf
das Gesamtgewicht gesehen kaum eine Rolle.

In hybrider Bauweise sind 50% vermutl grad so die Grenze. Bei reine CFK Welle trotz größerem Durchmesser einiges mehr.

Aber ja, auf das Gesamtgewicht gesehn stimmt das schon. Gewichtssparen geht aber meist nur noch über die Summe. Also hier paar Gramm, da paar Gramm usw. un am Ende sinds dann doch 200g weniger. Meist hoher Aufwand für "wenig" Ersparniss. Das ist aber in jedem Bereich und Sport so wo es ums Gewicht geht.

Es gibt ne geile Reportage über Koenigsegg, die mache mittlerweile sogar komplette, extrem aufwendige Karbonfelgen um nacher ein "paar" Kilo leichter zu sein.

Bei zB. Akkus oder Motor wäre doch prozentuell gesehen viel mehr Spielraum.....
-Heimo

ja leider nur leider kann ich selber keine Akkus entwickeln oder Motor bauen. Und letztendlich is es das Ziel, alles was man spart in Akkugewicht investieren zu können.

[troll05]

AW: HRW aus Carbon sinnvoll?

Irgendwo ist bei Sportgeräten immer der Punkt erreicht wo kleine Optimierungen grosses Geld kosten. Siehe Fahrrad: Zwischen einem Rad mit 16kg und einem Rennrad mit 8kg liegen etwa 400€ -> 50€/kg
Zwischjen 8kg und 7kg kannst du locker 'nen Tausender versenken -> 1€/g