Geschwungener Holzmast aus Leimbinder selbst gebaut.

[jb79]

Das ist ja schon fast Kunst. Hast du das für ein Schauwindrad gebaut oder kommt da ein neuer Prototyp drauf?

[Bernd]

Das Modell habe ich gebaut, bzw. baue es immer noch, um mit dessen Hilfe ein Gefühl für die nötigen
Proportionen und Dimensionen für den eigentlichen grossen Turm für den Garteneinsatz zu bekommen.
Das verkleinerte Modell soll mir dazu dienen an ihm zu lernen was ich besser machen kann beim Bau des
Grossen um dort Probleme von vornherein vermeiden zu können. Auch will ich Montagetechniken,
bzw. im Grunde überhaupt alles an dem kleinen Ding vorher ausprobieren.

Was ich bisher gelernt habe ist z.B. das das Ding für vertikale Lasten stabiler ist als erwartet.
Es trägt locker mein Körpergewicht ohne dabei wesentlich einzufedern. Egal wie schwer das Windrad
wird, das sollte überhaupt kein Problem für die vertikale Belastung darstellen.

Das Anfertigen der Leimbinder war auch einfacher als erwartet. Die Grenze des seitlichen Versatzes
beim Brett biegen liegt bei etwa der Hälfte seiner Länge. Ein 6m Brett kann ich mit meiner Technik um
ca. 3m zur Seite verbiegen ohne das es zu sehr beansprucht wird.

Auch habe ich am Modell heraus gefunden das das Holz im Kopfbereich dünner ausfallen kann so das ich
dort oben dann ca. 1/4 der Gesamtdicke des Leimbinders gar nicht erst aufzuleimen brauche. Das spart Geld.

Einen konkreten Termin für den Bau des grossen Turms gibt es noch nicht. Ich werde versuchen zuvor
so viele Details wie möglich zu klären und zu optimieren.

Mir gefällt das Ding immer besser. Vor allen die Idee ohne äusseren Abspannungen auskommen zu können
gefällt mir sehr gut. Was ich mich noch frage ist der Punkt inwieweit ich von den zumutbaren Belastungen
des kleinen Modells auf die des Grossen schliessen kann ?
Wenn ich den grossen Turm zehnmal grösser baue als den kleinen, verträgt er dann auch die zehnfachen
Belastungen die ich am kleinen ermitteln konnte oder gar noch mehr ? Ich frage mich das weil das grosse
Ding zwar die zehnfachen Dimensionen hat, aber die hundertfache Holzmenge nutzt.

Mit 20 kg Zugkraft habe ich schon seitlich am Turm gezogen. Zu diesem Zweck habe ich extra eine
Zugwaage gekauft. Noch härtere Tests werden folgen.

Grüsse

Bernd

[seb]

Hallo,

und wenn das gute Stück seinen Zweck erfüllt hat folgt der Umbau zu einem vertikalachsigem
vorweihnachtlichen Aufwindkraftwerk?
(Weihnachtspyramide)

Ein Statiker könnte das ausrechnen, aber ich glaube, die verhältnismäßige Belastung zum Modell
wird in der Großversion prozentual geringer ausfallen.

Ist aber auf jeden Fall ein absoluter Hingucker in der Landschaft.
10mal größer heißt dann Masthöhe auch 10m?

Sebastian

[Bernd]

Hallo Sebastian, ja ich denke auch das die prozentualen Belastungen am fertigen Masten deutlich
kleiner ausfallen werden als am Modell, nach dem was im Amiforum ein "mechanical Engineer" gepostet
hatte, sollte 1kg seitlicher Zug am Modell 100 Kg am endgültigen Masten entsprechen, wenn dieser in allen
Dimensionen 10 x grösser gebaut wird. Und ja, der fertige Mast soll irgendwo zwischen ca. 6 bis 10x grösser
werden, am liebsten 10m Höhe, kostet allerdings auch ein wenig da der Grosse dann 1000 mal (!) mehr
Holz enthält als das Modell.
Es gibt auch ein paar neue Bilder.

Ich habe das Modell nun aus 5 Beinen fertig montiert. Alles ist nur mit Holzleim zusammen
gefügt, beim Grossen wird es anders werden.

So unspektakulär sehen die "Beine" des Turms vor dem Zusammenbau aus :




Und so sieht es oben aus, die einzelnen Beine wurden auf jeder Seite um 36 Grad angeschrägt und dann
zusammen geleimt. In die Mitte habe ich ein Lager eingelassen, später am Grossen wird die Lagerung anders
gelöst. Das Loch in der Mitte für die Achse hat an diesem Modell 14mm, die Gewindestange 8mm.




Von unten habe ich ebenfalls ein Lager eingesetzt. Auch das wird beim Grossen dann anders gelöst.
Hier war einfach alles zu klein um Details schon so machen zu können wie später beim endgültigen Masten.




Ich habe dann die NACA 0018 Profile montiert die mir Tobi vor längeren anfertigte. Mit hilfe der sehr
schweren und proportional zu grossen Flügel wollte ich das Schwingungsverhalten des Masten testen.
Als Achse diente eine (wie auch später geplant) durch den Masten nach unten führende Welle, später
natürlich keine Gewindestange sondern ein Rohr oder Welle.
Auf Touren gebracht wurde der Rotor durch einen Ventilator der ihn anpustete.




Ich konnte feststellen das es zwei Arten von Schwingungen am Masten gibt.
Die erste Form folgt der Umdrehungszahl und wird ausgelöst durch Unwuchten innerhalb des Rotors.
Um das besser sehen zu können habe ich bewusst eine kräftige Unwucht durch das Aufbringen von Gewichten
erzeugt. Die zweite Form von Schwingung wird durch jeden einzelnen Flügel ausgelöst. Jeder Flügel erzeugt
beim Umlauf eine Kraft die den Masten bewegt. Diese Schwingungen entsprechen daher der Drehzahl mal
3, da es drei Flügel sind. Resonant wird das Modell bei ca. 180 Hz.
Beide Arten von Schwingungen wurden aber recht gut gedämpft, besser als auf meinem kleinen Messtand.




Beim nächsten Bild sieht man wie das Gebilde in etwa in Natura aussehen könnte wenn man dann vom Erdboden
nach oben guckt. Der Rotor ist einfach zu gross für den Masten und enstspräche einer fertigen Rotorgrösse von
ca 5 x 5m (bei 10 facher Vergrösserung der Dimensionen)




Abschliessend habe ich noch zwei Videos anzubieten.
Das erste zeigt meinen einfachen Testaufbau bei dem der Rotor mit ca. 210 U/min rotierte.

http://www.youtube.com/watch?v=8FdFgT92fZs

Das zweite Video zeigt wie ich das mit einer Unwucht ausgestattete Windrad mit dem Finger am Boden abhebe,
so das sich die Schwingungen schön aufschaukeln können. Man beachte wie gut die Konstruktion die
Schwinungen dämpft wenn ich das Windrad wieder zu Boden lasse.

http://www.youtube.com/watch?v=hqmiAuFYooc

Grüsse

Bernd

[ncrypta]

Wow sieht super aus Dein Prototyp, wenn Du erlaubst werde ich meinen kleinen Generator in auch sowas einbauen... Wäre ideal für ein kleines Windrad mit 1x1m.
Wenn Du den grossen Mast auch so bauen solltest, überleg mal, ob es nicht sinvoll wäre gleich mit Epoxy zu kleben, und eine Lage unidirektionales Glassfilament-Band zwischen die Lagen einzulegen. Das würde die Stabilität nochmal steigern, und du kämst vielleicht mit weniger Schichten aus

[Bernd]

Ich freue mich wenn du auch etwas ähnlich baust und da ein Windrad drauf setzt.

Das mit der Glasfiberlage habe ich auch schon überlegt, weiss aber nicht ob es wirklich
so eine gute Idee ist wie man zunächst animmt. Es nimmt der Konstruktion die Flexibilität.
Das könnte auch mal zum Verhängnis werden. Die Lagen könnten mit einem Knall reissen
im Sturm und die Konstruktion wäre dann nur noch auf die (dann dünner ausgelegten) Hölzer angewiesen.
An sich denke ich ist Holz für sich schon ein sehr stabiler Baustoff. Trotzdem ist das mit der
Glasfaserlage überlegenswert. Vielleicht muss wieder ein Testmodell her, mal mit und mal
ohne Glasband.

Als Leim (wenn ohne Glasfaser) schwebt mir derzeit ein Produkt der Firma "Kleiberit" vor.
Dieser PUR Leim ist der einzige den ich fand der eine bauliche Zulassung für tragende
Holzkonstruktionen im Außenbereich hat. Er härtet zu einer ähnlichen belastbaren Masse wie Epoxid aus.

Übrigens gibt es solche gebogenen grossen Leimbinder auch fertig zu kaufen, ich sah bei Eaby
Angebote davon. Eigentlich sind die zum Bau von Teichbrücken gedacht, aber die wären auch
verwendbar. Selber aus Brettern gebogen kommt man aber günstiger weg.

Grüsse

Bernd

[Datarius]

Hallo Bernd,

super Prototyp und top Verarbeitung.
Für eine Berechnung der Holzquerschnitte müsstest du mal noch mit einigen
Daten "rausrücken".
Höhe 10m hatten wir ja schon. Durchmesser der Konstruktion unten?
Wie sollen die Biegeradien letztendlich sein?
Soll beim fertigen Turm die Achse auch bis auf den Boden gehen?
Wäre von Vorteil, da Gewicht für Generator am Mastkopf entfällt und oben
"nur" Horizontallasten auf den Mast wirken, wenn die Welle/das Rohr" unten eine Lagerung
hat. Da kommt das nächste Problem was soll das für eine Welle werden?
Rotorgröße ist natürlich auch wichtig für eine Berechnung.
Das Größte Problem was ich sehe ist jedoch die Genehmigung der ganzen Geschichte.
Meiner Meinung nach (jedenfalls bei uns in S-A) sind Masten genehmigungspflichtig.
Das hat zur Folge, daß eine Statische Berechnung angefertigt werden muss.
Du schreibst, dass du einen Kleber mit Zulassung nehmen willst. Ich gehe jetzt mal
davon aus, dass du keine Zulassung zum Herstellen von Leimholzbindern hast.
Durch die Kombination dieser Umstände sind schon manche Leimholzkonstruktionen
(Eissporthallen) eingestürzt.
Wenn du Daten für dein "Großprojekt" hast, kann ich ja mal losrechnen.
(Mache ich ja jeden Tag, wenn auch nicht an solchen Konstruktionen).
Hört sich auf jeden Fall sehr interessant an, was du vorhast.

Gruss Datarius

[Bernd]

Das Größte Problem was ich sehe ist jedoch die Genehmigung der ganzen Geschichte.

Das sehe ich kein Problem mehr. Kleinwindräder und deren Masten sind in Niedersachsen, wenn sich der
Beamte korrekt verhält, faktisch nicht zulassungsfähig, ausser man trumpft mit Gutachten und Statiken
im Bereich von 10.000 Euro und mehr auf. Alleine das Vogelschutzgutachten soll nach offizieller
Auskunft, je nach Gutachter, ca. 7000 Euro kosten.

Ich gehe jetzt mal davon aus, dass du keine Zulassung zum Herstellen von Leimholzbindern hast.
Durch die Kombination dieser Umstände sind schon manche Leimholzkonstruktionen
(Eissporthallen) eingestürzt.

Och nööööö, nich du auch noch.....
Ich will keine Eissporthallen aus nicht wasserfest verleimten minderwertigen Leimbindern bauen in denen
kleine Kinder unter Todesgefahr ihre Runden drehen.
Derartige vermeidbare und tödliche Fehler überlasse ich zugelassenen Experten für derartige Holzkonstruktionen
die anscheinend zu doof sind so etwas zu beachten.
Ich will auch kein Atomkraftwerk bauen, einfach nur einen sehr stabilen Mast, wie beschrieben.

Ich hasse es wenn Gefahren völlig überzogen dargestellt werden, ebenso wie wenn diese
unterbewertet werden. Unterbewertet findet man eher weniger, die meisten verzerren mögliche
Gefahren ins Unermessliche. Alles fällt angeblich immer auseinander, zerbirst, explodiert, zerschlitzt Menschen und
was auch immer.
Ich rede nicht von begründeten Zweifeln, eher davon das man immer wieder bewusst und grundsätzliche jedem
mangelnde Sorgfalt unterstellt. Ich hasse so etwas !!!

Ich erinner mal an den Vetterkessel, dessen Hersteller mehr Sicherheitsauflagen gemacht wurden als jedem andern
Heizkessel auf der ganzen Welt, nur weil er nicht so funktionierte wie es die "Zulassungs-Experten" bisher kannten.
Ich bezweifle das ein normales Kraftwerk so viele redundante Sicherheitseinrichtungen besitzt wie diese Heizung.
Auch dieser Bürokraten Unsinn wurde natürlich als absolut notwendig begründet.
Es lässt sich leider grundsätzlich alles und jedes immer irgendwie rechtfertigen wenn man nur will.

So machen es auch die Bauämter der Bundesländer in Deutschland die für ein noch so kleines
Gartenwindrad und einen noch so kleinen Masten die gleichen(!) Statiken und Gutachten fordern wie
für 200m hohe Windräder. Auch da wird begründet wie eigentlich immer: "Man weiss ja nie, auch ihr 4m
Mast könnte vielleicht einen Menschen erschlagen oder gar eine ganze Menschengruppe und wollen Sie das wirklich ?
Wollen Sie das wirklich, ich frage Sie, wollen Sie das ??? !!
Wie wollen Sie Herr XY verhindern das eine Menschengruppe im Sturm neben Ihrem Windrad stehen könnte?
Haben Sie denn überhaupt eine Zulassung für den Bau von hölzernen 4m Masten ?
Gehen Sie erstmal zu einer zugelassenen und zertifizierten Materialprüfungsanstalt und lassen Sie ihr Holz
dort untersuchen. Kostet höchstens das zehnfache Ihrer Bausumme."
(Fingiertes aber für mich typisch deutsches Gespräch, besser gesagt reine Schikane)

Wenn diese "Bauantrag Experten" den Eisporthallenbau nur 10% so streng beleuchtet hätten wie leider
so oft für aller einfachste Kleinwindräder und Masten gefordert, dann wäre diese Halle nie eingestürtzt.

Im kleinen bewusste Schikane, aber Atommeiler dürfen mal eben 17 Jahre länger laufen als
konstruktiv geplant und abgesichert, hautpsache die Kasse klingelt.
Und so lange die Stromkonzerne die Marschrichtung der Regierung vorgeben, wird sich in Hinsicht auf eine
normale Betrachtung von Kleinwindanlagen auch nichts ändern. Ich bin mir sicher das auch dort die
Konzerne dahinter stecken, schliesslich wolle DIE uns den Strom verkaufen, den sollen wir nicht
selber machen.

Wie man sieht gehe ich ab bei diesem Thema !!!

Grüsse

Bernd

[Datarius]

Entschuldige bernd, ich wusste nicht, dass du bei diesem thema gleich an die Decke gehst.
Ich wollte lediglich meine Hilfe anbieten bei einer Berechnung.
Da das von dir hergestellte "Leimholz" eben nicht bestimmten Anforderungen entspricht,
ist eine Berechnung mit den genormten Materialangaben der Holzindustrie nicht machbar.
Also wirst du wohl probieren müssen oder eine Materialuntersuchung vornehmen müssen.

Ich verstehe nicht, warum du dich gleich "so auf den Schlips getreten fühlst", wenn ich
nachfrage. Sicher kannst du in deinem Garten machen was du willst, auch wenn es manche
Gesetze und Beamte anders wollen. Manche Vorschriften halte ich ebenso für überzogen.

Leider hast du, außer gegen meine Aussagen zu wettern, nichts zur Mastgeometrie gesagt
oder sonst eine Frage beantwortet, also gehe ich davon aus, dass Du eher Probieren willst
und von deinem Modell auf die Richtige größe schließt, als der "theoretischen" Berechnung
zu trauen.

Gruß Datarius

[Bernd]

Richtig, wenn sich aus der Verwendung von derart schlechten und unnormierten Pfuschholz , das ja evtl. viel schlechter sein
könnte als gekaufte Leimbinder, keine Rückschlüsse ziehen lassen, dann ist es wohl wirklich besser man setzt auf den gesunden
Menschenverstand und auf praktische Versuche und Erfahrungen anstatt auf Rechnungen völlig ohne Grundlage.

Es ist sicher die bessere Lösung anstatt seine Leimbinder für tausende von Euros in einer Materialprüfungsanstalt testen zu
lassen um dann für viel viel Geld schriftlich das Ergebnis mitgeteilt zu bekommen "das es sich qualitativ, optisch und von der Stabilität
her um die Klassifizierung "Leimbinder" handelt."
So eine Vorgehensweise wäre absurd, aber typisch deutsch.
Wir brauchen einen schriftlichen Nachweis das eine Rolle Klopapier eine Rolle Klopapier ist, bevor wir uns damit den Arsch abwischen.

Ich komme auch ohne die Bestätigung dessen aus was ich sowieso schon weiss, und das ist gut so. Ich weiss das ich keinen Mist verbaue,
auch wenn das immer wieder angezweifelt und in Frage gestellt wird.
Bemühe dich also nicht, es bringt sowieso nichts. Wir gehen mal davon aus das meine Leimbinder alsbald zerfallen und die polnischen,
mit wenig Billigleim zusammen gepappten Leimbinder auf dem Neubau des Nachbarn, 100 Jahre halten. Die haben nämlich ein gültiges Zertifikat,
egal wie die wirklich real unter Kostendruck in Polen zusammen gepfuscht wurden, die haben ihr Zertifikat und NUR DAS zählt in Deutschland.
Es zählt nicht die Realität, es zählt nur die blanke Theorie auf dem Papier, siehe Eissporthalle, die waren auch zertifiziert.

Manchmal wäre es besser ich würde bestimmte Dinge die ich mache einfach hier im Forum nicht zeigen.
Ich würde mir viel viel unnötigen Ärger ersparen. Traurig aber wahr.


Grüsse

Bernd