Scherkräfte bei Zylinderstiften

[Helios]

AW: Scherkräfte bei Zylinderstiften

hallo gero

du bringst mich da auf eine idee... :-)
ist zwar jetzt total OT, aber was würde dagegen sprechen,
wenn man 2 durchgehende wellen nimmt und diese in der
mitte, wo sie sich kreuzen zur hälfte abschleift??

Hallo Hermslein,

da spricht einiges dagegen. Wenn Du eine Achse mit einer Querbohrung versiehst, die mit einer Zugkraft (Blattfliehkraft) belastet wird, ist die resultierende Beanspruchung eine Zugspannung. Zu berücksichtigen ist die Kerbwirkung aufgrund der Bohrung. Diese führt zu einer Spannungserhöhung. Es bleibt aber eine Zugspannung.

Wenn Du eine Achse bis zur Hälfte einschleifst und mit einer anderen 90Grad dazu angeordneten ebenfalls zu Hälfte eingeschliffenen Achse paarst, ändert sich der Kraftfluß. Je nachdem wo sich beide Achsen berühren bekommst Du einen Biegeanteil. Der resultiert einfach aus dem aussermittigen Kraftangriff. Die Belastung ist zwar in erster Linie eine Zugkraft, wirkt sich aber aufgrund der Gestaltung als Zug- und Biegebeanspruchung aus. Biegung ist in der Festigkeitslehre in der Regel die kritischste Beanspruchungsart bei der es am ehesten zu einem Bauteilversagen kommen kann. In Deinem Fall müsste man also ganz genau nachsehen, wie die Geometrie ausgeführt ist, welche tatsächlichen Beanspruchungen auftreten und wie groß die sind.

Gruß Dieter

[nopost123]

AW: Scherkräfte bei Zylinderstiften

hab das aus dieser seite raus entnommen. die rede ist von zugfestigkeit.


es geht dabei um einen 4-blatt kopf, welchen ich selber gebaut habe.
als blattlagerwelle hätt ich hald die zylinderstifte genommen, da diese
bei uns in der firma zu haufen rum liegen.
desshalb auch meine rechnerei, ob das alles ausreichend ist.

Hallo Hermann
Habe mir deine Rotorkopfkonstruktion angesehen. Da du die Querstifte ohne Gegenlager im Bohrongsbereich frei durch die Blattlagerwelle führst wird dir die Sache wahrscheinlich beim Hochfahren schon um die Ohren fliegen. Wenn du schon ein Schlaggelenk einbaust, dann sorge dafür, dass zwischen Blattlagerwelle und Rotorkopf im Bereich des Lagerpunktes so gut wie kein Spiel vorhanden ist. Bei deiner Konstruktion wird sich der 4mm Stift verbiegen und abreissen bzw. herausreissen. Bei dem angegebenen Rotordurchmesser bei 1500 U/min. solltest du mit min. 500Kp Zugbelastung rechnen. Aus diesem Grund arbeite ich mit ungedämpften Polyamidköpfen. (Siehe Album) 8.8er Stahlschrauben halten den Belastungen ohne Biegekräfte problemlos stand. Es darf aber kein Gewindebereich belastet werden!

mfG

Norbert

[hermslein]

AW: Scherkräfte bei Zylinderstiften

hallo

erstmal sorry, dass ich erst jetzt schreibe. hab z. zt. recht viel arbeit...

@gero
ja, so in etwa ist mein kopf auch aufgebaut.
lediglich die beiden schrauben zur sicherung des
stiftes sollte ich noch rein machen.

@norbert
der grössere durchmesser für die dämpfungsgummis
geht nicht ganz rein. im inneren hab ich ein langloch
gefräst, wobei die blattlagerwelle links und rechts
anliegt und geführt wird. sie kann nur nach oben
und unten schwenken.
ein verbiegen des zylinderstiftes ist also unmöglich.
wenn, dass wird er abgeschert. ich den stift aber
auch gegen eine schraube tauschen und so machen,
wie du es bei dir gemacht hast.
ich hab mich aber für den stift entschieden, da mir
dieser durch die gehärtete und polierte oberfläche
besser erschien.

ein ungedämpfter kopf wär für mich fertigungstechnisch
um einiges leichter zu realisieren, aber soweit ich mich
bis jetzt in die materie eingelesen habe, wird es dann
mit der blattauswahl etwas enger. mit blätter laminieren
möchte ich mich aber ungern auch noch auseinander setzten :-(

mit dem testen des kopfes werd ich mich wohl noch bis nach
weihnachten gedulden müssen, da ich es einfach zeitlich nicht
ganz hin bekomme.
ich werd mir die tage noch kunststoff blatthalter besorgen,
damit ich den kopf mal fertig aufbauen kann.

das mit der geteilten bl welle hab ich erstmal zurück gestellt.
war eine spontane idee und zur dämpfung bzw. für den
aufbau vom kopf selber wär das natürlich super.
aber wie ja schon geschrieben, wirken glaube ich auch
biegekräfte auf die beiden wellen und ich mein auch,
dass das nicht gut ist :-(

grüsse
hermann

[nopost123]

AW: Scherkräfte bei Zylinderstiften

Hallo Hermann
Eine einfache Möglichkeit zur Prüfung des Rotorsystemes ist folgendermaßen möglich:

Du baust dir eine Vorrichtung mit einem im Verhältniss 1:5 gelagerten Balken. (Wie eine Wippe für Kinder, für ein Kind und einen Erwachsenen) Zwischen dem Boden und dem kurzen Hebelarm befestigtst du den Rotorkopf mit Blattlagerwelle. Auf dem Langen Hebelarm wird ein Gewicht aufgelegt. 20Kg = 100Kp Zugkraft,- 100Kg=500Kp Zugkraft. Wenn der Kopf die 500Kp überstanden hat zerlegst du ihn und prüfst die Bauteile. Sollte die Fliehkraft der Blätter über 350Kp liegen würde ich noch höhere Prüfwerte empfehlen. Das ganze kann natürlich auch mit Blatthalter und Blattbefestigungsbolzen durchgeführt werden. Mit einer solchen Vorrichtung habe ich seinerzeit meine Rotorkopfkonstruktion erst einmal auf festigkeit überprüft. Bei etwas über 600Kp rissen dann die Kunststoff Blatthalter an der Bohrung des Blattbefestigungsbolzens ab. Damit hatte ich ungefähr einen Sicherheitszuschlag von 75%. Das reicht i.a. aus.


mfG

Norbert

[Gero Adrian]

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Moin

hüstel, was ist bitte kp??

[Vulcano]

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Moin

hüstel, was ist bitte kp??

Kilopond

[coptery]

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Hallo Leute

ich habe mal einen 4Blatt Kopf gebaut für einen 450er mit durchgehenden Blattlagerwellen. Um das Problem mit der Biegung zu vermeiden habe ich einfach auf eine der beiden Wellen mittig eine Hülse hartgelötet. Durch diese Hülse ein Loch gebohrt durch die die andere Blattlagerwelle durchgesteckt wurde. Das Loch war so groß, dass die zweite Welle in ihren Blattlagergummis gut Spiel hatte. Somit konnten sich die beiden Blattlagerwellen unabhängig voneinander bewegen.

Der Rotorkopf war aus Delrin horizontal zweigeteilt. Im Zentrum hatte er eine Aushöhlung, in der sich die Hülse auf der ersten Blattlagerwelle ebenfalls ohne Berührung frei bewegen konnte. Die beiden Hälfen waren durch 4 Schrauben miteinander verbunden.

Hat im Prinzip funktioniert. Das einzige Problem war die Fertigung mit zu großen Toleranzen am Rotorkopf. Somit hatte ich immer ein Problem mit Unwucht.

Das war natürlich nur für einen 450'er. Bei einem 500er oder gar 600'er muß man natürlich mit ganz anderen Kräften rechnen. Wenn hier immer über Scherkräfte gesprochen wird, wundert mich, dass man nicht die Stabilität des Rotorkopf Zentralstücks in Frage stellt. Bei meiner Lösung heben sich die Kräfte aufgrund der durchgehenden Blattlagerwellen gegenseitig auf.

Das funktioniert natürlich nicht mehr bei einem 5Blatt Kopf.

Dieter

Dieter

[coptery]

AW: Scherkräfte bei Zylinderstiften

Hallo Leute

ich habe mal schnell eine Zeichnung zu der vorher genannten Konstruktion gemacht.



Dieter

[Gero Adrian]

AW: Scherkräfte bei Zylinderstiften

Moin

doppelhüstel (weil kp gibt es seit 30 Jahren nicht mehr), deshalb bitte Newton. Problem bei Deiner Konstruktion, kein definiertes Schlaggelenk vorhanden. Die Welle "eiert" irgendwie im Kopf umeinander, deshalb hattest Du auch Schwingungen, das waren keine Toleranzen. Weiterhin wird Deine "gelochte Welle" sich irgendwann drehen, an die durchgehende anschlagen und deren Bewegung beeinflussen.
Das mit den einzelnen Wellen ist mechanisch schon richtig, egal ob der Centurykopf, OF, Hirobo - diese haben alle mit "gelochten" Wellen agiert

[Vulcano]

AW: Scherkräfte bei Zylinderstiften

Hallo Leute

ich habe mal schnell eine Zeichnung zu der vorher genannten Konstruktion gemacht.



Dieter

Was spricht dagegen vier Einzelwellen zu drehen, die an einem Ende einen Wellenabsatz haben?

[Gero Adrian]

AW: Scherkräfte bei Zylinderstiften

Moin

nix, wenn Du irgendwo noch ein definiertes Gelenk einbaust oder passende Blätter hast.

[coptery]

AW: Scherkräfte bei Zylinderstiften

Hallo Gero

ich dachte bei meiner Konstruktion, das würde sich genau so verhalten wie zwei Zweiblattrotorköpfe. Wieso sollten die Wellen rumeiern wie du sagst? Jede Welle wird durch Blattlagergummis in allen Dimensionen zentriert. Ich habe damals auch als Problem ganz klar erkannt, dass die beiden Wellen sich nicht in der Hauptrotorachse geschnitten haben.

Ich will um natürlich diese Konstruktion niemandem aufschwatzen. Nur vorstellen. Der Vorteil wäre, dass man sich um die Fliehkräfte keine Gedanken machen muß, solange die durchbohrte Hülse noch genügend Fleisch hat.




Dieter

[Gero Adrian]

AW: Scherkräfte bei Zylinderstiften

Hallo Dieter

stell' Dir einmal einen starken Pitchstoss vor. Die Blattgriffe werden angestellt und durch die Blätter wird eine Kraft "nach oben" erzeugt. Bedingt durch die Trägheit geht nun aber der Kopf relativ "nach unten". Deine Wellen sind nur in den O-Ringen gelagert und es gibt nirgendwo eine dedizierte Auflage. Weiterhin kann sich die Achse komplett radial in ihrer Lage bewegen - wenn Nick noch dazukommt.
Zum Vergleich der Hirobokopf - hier der SSR - VII. Die Blattlagerwellen sind starr im Kopf. Das Gelenk wird gebildet über zwei Schraubverbindungen. Oben ist der Kopf drehbar in Kugellagern mit der Rotorwelle verbunden, direkt darunter ist die Dämpfung über die Gummis. Die Blattlagerachse kann wirklich nur kippen - wie es halt ein Schlaggelenk vorsieht

[nopost123]

AW: Scherkräfte bei Zylinderstiften

Moin

doppelhüstel (weil kp gibt es seit 30 Jahren nicht mehr), deshalb bitte Newton. Problem bei Deiner Konstruktion, kein definiertes Schlaggelenk vorhanden. Die Welle "eiert" irgendwie im Kopf umeinander, deshalb hattest Du auch Schwingungen, das waren keine Toleranzen. Weiterhin wird Deine "gelochte Welle" sich irgendwann drehen, an die durchgehende anschlagen und deren Bewegung beeinflussen.
Das mit den einzelnen Wellen ist mechanisch schon richtig, egal ob der Centurykopf, OF, Hirobo - diese haben alle mit "gelochten" Wellen agiert

Hallo Gero
Bitte vielmals um Entschuldigung. Ich habe vergessen an die jüngeren unter uns zu denken. Die Einheit der Gewichtskraft "Kp" wurde natürlich 1978 durch das "N" = Newton abgelöst. 1Kp sind dementsprechend 9,80665 N. Werde mich in Zukunft bemühen die heute gültigen Si-Einheitenangaben zu verwenden.

mfG

Norbert

[coptery]

AW: Scherkräfte bei Zylinderstiften

Hallo Gero

Dein Avatar läßt vermuten, dass du schon mit solchen Köpfen wie von Hirobo auf die Welt gekommen bist. Hast du dir schon mal einen ordinären 450'er Kopf von Align usw. angesehen. Das ist hier genauso, wie ich es beschreibe.

Die durchgehende Blattlagerwelle liegt radial fixiert nur! in den O-Ringen und hat keinerlei Kontakt zum Zentralstück. Und wenn sie sich dreht, dann dreht sie sich eben. Die Wellen werden sogar noch gefettet. Die Batthalter haben ja auch Kugellager. So spielt es doch kein Rolle wenn sich die Blattlagerwelle dreht.

Axial wird die Blattlagerwelle durch genau in der Länge definierte Bohrungen im Zentralstück und den Blatthaltern geführt. Mit etwas ßbermaß. Das gleicht dann auf Druck auch wieder der O-Ring aus.

Diese Konstuktion entspricht natürlich nicht den Gelenken bei manntragenden Heli's ist aber bei RC-Heli's absoluter Standard. Ich will hier nicht weiter rumreiten und den Thread "Scherkräfte bei Zylinderstifen" kaputt machen, finde die Diskussion aber absolut interessant. Ich werde mal einen Thread aufmachen unter dem Motto "4Blatt-Rotorkopf mit durchgehenden Blattlagerwellen?"

Dieter