Holzrotor zerrissen

Versuch und Irrtum! Hauptsache, niemand ist verletzt... Dass angesichts der auftretenden Fliehkräfte bei einer derartigen Konstruktion etwas abschert, scheint mir mehr als logisch... Nimm es mir nicht übel, aber das grenzt an Leichtsinn.

Dieter

Ich weiß ja nicht, was du berechnet hast, aber Holz ist kein homogener Werkstoff und verhält sich in Längs- anders als in Querrichtung.

oder drei Flacheisen verschweißen und von hinten einlassen

Nur kurz zu meiner Rehabilitation -



Das stimmt grundsätzlich schon - die Schubfestigkeit in Längsrichtung liegt bei 7,5 N/mm² im Vergleich zu einer Zugfestigkeit von 80 N/mm². Dennoch darf man das nicht verwechseln mit der Spaltbarkeit von Holz - also quasi Zug quer zur Faserung. Da taugt Holz wirklich nicht viel. Aber jeder der schonmal versucht hat, ein Brett, das nur noch mit einem Nagel am Ende irgendwo festgemacht war, abzureißen, weiß, wie außerordentlich schwer (bzw. von Hand gar nicht) das geht.
Ich habe vorab auch versucht einen Flügel mit nur einer Schraube mit aller Kraft herauszureißen - keine Chance. Insofern möchte ich um ein wenig Milde bitten, aber es ist klar geworden, dass das Gefühl manchmal trügen kann.





Ich habe die Scherflächen entlang jeder Schraube berechnet (zwei pro Schraube - insgesamt vier) und diese mit der Schubfestigkeit von 7,5 N/mm² multipliziert. Ergebnis: ca. 6000N

Verlängere ich jetzt den Flügelschaft um 1 cm ergibt sich schon eine Zugfestigkeit von 11300N - über eine Tonne! Das entspricht einer Drehzahl von 10000U/min. Ich hoffe damit kann ich dann zufrieden sein. Verklebung und Klemmung am besten noch zusätzlich, auch wenn auf die kein 100%iger Verlass ist. Metall ist schwierig wegen der winkligen Stellung der Flügel.

Grundsätzlich ist es natürlich klar, dass so ein ungebremster Lauf absolut zu vermeiden ist. Aber es geht mir um eine Notfallfestigkeit wenn irgendetwas ausfällt.
Die schwierige Frage ist natürlich: welche Drehzahlen können erreicht werden?





Also das sieht mir jetzt auch ein wenig unterdimensioniert aus - sehr kleine Schrauben bei diesen schweren Flügeln..

Laienhafter Versuch einer ersten Erklärung...

Die Zugkräfte werden sicherlich nicht gleich auf die beiden Schrauben verteilt. Angesichts der hohen Drehzahlen und abrupten Beschleunigungen und Abremsungen wird jeweils eine der Schrauben erheblich mehr belastet werden, als die andere, vor allem, wenn es noch ein leichtes "Spiel" gibt. Das heißt, um auf der sicheren Seite zu sein, sollte schon eine der Befestigungen die gesamte Zuglast halten können. Gibt es etwas Spiel - und sei es minimal - dann wirken die Schraubenwindungen praktisch wie Sägen, die sich langsam in die Scherfläche "einfressen". Ich würde die Bohrlöcher beim nächsten Versuch mit einer Metallhülse auskleiden. Dadurch verbessert sich auch der Kraftschluss zwischen Repeller und Achse. So wie das bisher gelöst war, sitzt der Repeller ja nur auf den Graten der Schraubenwindungen auf...

Dieter

@ soderica

Da habe ich mich wohl doppelsinnig ausgedrückt. Gemeint war mein Versuch der Erklärung! Denn ich betrachte mich in solchen Dingen als Laie...

Nichts für ungut!

Dieter

Im verlinkten Artikel (siehe unten) ist davon die Rede, dass die Zugfestigkeit von Holz bei Kräften senkrecht zur Faser im schlechtesten Fall nur rund 3,3% und im besten Fall rund 10% der Zugfestigkeit in Längsrichtung beträgt. Möglicherweise liegt hier der Hase im Pfeffer. Durch die bei Sturmböen auftretenden extrem Beschleunigungen treten natürlich auch extreme Kräfte in Querrichtung zur Faser auf. Möglicherweise nahm der Schaden da seinen Anfang. Denn Deine Berechnung des Zuges in Längsrichtung scheint mir schlüssig, das hätte den Zug eigentlich aushalten müssen. Dei "Test" mit dem Ziehen am Repeller ist da allerdings kein Maßstab - es sei denn, Du wärest Schwergewichts-Weltmeister im Tauziehen!

http://www.ulf-lohmann.de/cms/media/holzhandbuch_part1.pdf

Dieter

Mmmmh!



Wie man es genau nennt, Bruch oder Abriss, kann man diskutieren. Aber für mich sitzen die ausgerissenen Holzpartien noch fein säuberlich und gut festgeklemmt hinter den Schrauben.

Dieter

Hallo Zephyrus
Erdorf hat meiner Meinung nach "zum Großen Teil" Recht Die Schrauben können den Flügel über kurz oder lang nicht halten . Das Holz hinter den Schrauben ( der Teil der noch in der Nabe ist )
ist einfach durch die Bewegung mit / in der Längsfaser gespalten worden.... Schon die Schrauben Spalten das Holz hier an der Stelle schon, wenn Du sie schön "stramm einschraubst. ( Gewinde formschlüssig ....) Dabei entstehen schon die ersten Spalten, wenn Du sie , wie ja gewünscht schön stramm einschraubst!

Vielleicht wäre ja eine Konstruktion ala` Massivholzbett .... die Verbindung von Pfosten zum Seitenbrett ... ist meistens mit einer langen Gewindeschraube durch den Pfosten direkt in ein Loch an der Stirnseite in ein Bolzen mit Metrischen Gewinde... so werden die Zugkräfte besser aufgenommen und das Holz wird nicht unter "Spaltungsspannung " gesetzt.
Drei Bohrungen durch die Nabe wäre nicht ganz einfach.... ( müssen Versatz haben! ) wäre aber möglich! So könnten die Flügel nicht mehr weg fliegen und Weitere Verstärkungen wären nicht mehr in den Umfang nötig.
Das was Erdorf mit der Nabe und dem "Durchtrennen und dem Einklemmen wie im Schraubstock" meinte könnte/ müßte man noch zusätzlich auch gemacht werden , um die anderen Kräfte die ja auch noch wirken vernünftig abfangen zu können ...
Nicht so ganz einfach .... Aber Du wirst das schon machen!

Gruß Ralf

Also wirklich erstmal danke für die vielen guten Ratschläge und Zusprüche - langsam fängt es an Spass zu machen



Was ist es Deiner Meinung nach dann?
Mir will nicht ganz einleuchten, warum die Schrauben keine Haltefunktion ausüben dürfen, sondern alles nur über die Flächenpressungen gehalten werden soll. NAtürlich wäre das besser, aber solange kein Spiel besteht, ist auch keine Bewegung da, die etwas abfräsen könnte. Das Bruchbild sieht für mich ganz klar nach sauberer Abscherung aus. Das Hauptproblem war, die zu kleine (kurze) Scherfläche. Auch können die Schrauben das Holz nicht spalten, weil es seitlich nicht auswandern kann, weil es in der Nut steckt. Es bleibt nur die Abscherung als Kräfteventil. Blöd wäre es nur, wenn Holz die Eigenschaft hätte, dass sich unter Dauerbelastung die Längsfasern schrittweise ablösen. Dann wäre es nur eine Frage der Zeit.



Das mit dem Verspannen ist wirklich nicht ganz optimal, weil sich das Holz in Faserrichtung kaum zusammenstauchen lässt, aber trotzdem geht das! Großer NAchteil einer Zweiteilung wäre das Eindringen von Regen in den entstehenden Spalt und damit ins gesamte 'Innenleben'. So wie es jetzt ist, kann man alles wunderbar versiegeln. Wenn ich die Passgenauigkeit von Nut und Flügelschaft noch erhöhe, sollte das mit dem Klemmen eingentlich ausreichend sein. Immer regelmäßiges Nachziehen vorrausgesetzt. Ich denke dann wandert das Holz auch mit.



warum sollen die Schrauben das Holz spalten? Das müsstest du nochmal genauer erklären...



und das auch - wo ist da der Unterschied zur Lösung mit der Hülse um die Schraube?



Ja so ein Zweiflügler ist natürlich unschlagbar in Bezug auf Festigkeit. Aber der hat wieder soviele andere NAchteile und sieht einfach langweilig aus - da fang ich jetzt nicht wieder von vorne an...