Sturmfestigkeit

[Bernd]

Ja genau so ist es. Du musst allerdings unbedingt dafür sorgen das etwas das sich vielleicht
vom Rotor löst, nicht in den Proepeller gelangen kann. Das ist der grösste Nachteil dieser
Bauweise.

Grüsse

Bernd

[drilli]

Hallo zusammen,

Ich habe mir auch zum Thema Sturmfestigkeit ein paar Gedanken gemacht.
Ich wollte für meinen 1,5m Rotor ja ursprünglich PVC verwenden weshalb ich der Meinung war, dass es das Beste ist, den Rotor nicht zu bremsen sondern aus dem Wind zu bringen. Nach einigem Überlegen ist mir dann eine Lösung eingefallen, wo man die Flügen an den Mast heran klappen kann. Ist vielleicht am ehesten mit einer Wäschespinne zu vergleichen, oder einem Sonnenschirm - natürlich nur mit 3 Armen und mehreren Streben untereinander, wegen der Parallelität.

Ich weiß natürlich, dass Scharniere und/oder Gelenke an WKA wegen der Wechselbelastung immer ein kritischer Punkt sind. Aber hier stellt sich mir die Frage ob man nicht durch geschickte Bauweise und Dimensionierung in den Griff bekommen kann. Was haltet ihr von dieser Idee?

P.S. als Tragarme halte ich Aluprofile wie z.B. von der Firma ITEM für sehr geeignet, weil sehr stabil und gut zu befestigen. Diese Profile verwenden wir auf Arbeit sehr häufig und sind sehr zu frieden damit. Preise für ein 30 x 30 mm Profil liegen bei etwa 7 €/m. <--- soll keine Werbung sein, gibt ja massenhaft Hersteller

MfG

Drilli

[Bernd]

Hallo Drilli und herzlich willkommen in unserem Forum.

Für einen 1,5m Rotor (Höhe und Durchmesser ?) würde ich auf keinen Fall mehr die
3mm Harztschaumplatten aus dem Baumarkt nehmen, falls du das vor hattest.

Bei diesen Dimensionen sollte es schon ein sehr stabiles Material sein, vielleicht
3mm Alu oder GFK oder ähnliches. Ein Rotor der sich ab einer bestimmten Drehzahl
zusammen faltet ist auf den ersten Blick sicher eine tolle Lösung um zerstörerische Fliehkräfte
einzudämmen. Auf den zweiten Blick ist das aber ein sehr schwierige mechanische Aufgabe,
denn alle Flügel müssen völlig exakt und auf den Bruchteil eines Millimeter genau absolut
gleichzeitig nach innen fahren, sonst zerfetzt es den Rotor durch auftretende extreme Unwuchten.

Da der C- Rotor über den Daumen ca. 5x langsamer rotiert als z.B. ein Darrieusrotor,
sehe ich sehr gute Chancen den Rotor, vielleicht sogar mit weniger finanziellen Aufwand als
die Klapptechnik, auch mit herkömmlichen Mitteln Orkanfest zu bekommen. Durch
geschickten Aufbau, zwei- oder mehrfache Befestigung des Flügels an der Rotorachse, sowie
gutes Auswuchten und stabilen und gleichzeitig leichten Gesamtaufbau kann das Teil durchaus
jedem Sturm trotzen, auch ohne anfällige Klappmechanismen.

Grüsse

Bernd

[Carl von Canstein]

Hallo, auch von mir ein Willkommen!
Natuerlich hat noch niemand ein solches "Klappwindrad" gebaut, insofern kann man nur vermuten, was damit im Einsatz passiert!
Auch sonst schliesse ich mich Bernd´s Ausfuehrungen an, mit der Ergaenzung, dass beim Material Aluminium eine grosse Bandbreite von Qualitaeten und Werkstoffeigenschaften zur Auswahl steht. Daher ist es nicht ganz leicht, das Geeignete genau zu benennen solange nicht die genauen Beanspruchungsdaten und Werkstoffeigenschaften bekannt und zueinander rechnerisch angepasst sind.
Moeglich waere es also auch, dass ein duenneres Blech als 3 mm bessere Eigenschaften aufzuweisen hat als sogar ein noch dickeres, je nach Sorte.
Genaugenommen haben wir hier ein kleines Problem weil unter uns im Forum bisher noch kein gelernter Konstrukteur mit entsprechendem Wissen zur Materialkunde und Statik mitgemacht hat!
Nur mit Ideenreichtum und Kreativitaet alleine schafft man das nicht!
Wir hoffen aber auf entsprechenden Zuwachs und sind in dieser Hinsicht sehr zuversichtlich, weil unser Forum auch bisher schon in kuerzester Zeit seit Bestehen viele hochkaraetige neue Mitglieder gewinnen konnte.
Insofern ist Bernds Rat, fuer den 1,5m Rotor 3mm Alublech zu waehlen sicherlich eine sichere Loesung.
Allerdings ist dabei auch das Gewicht zu bedenken!
Wie gesagt, bei dieser Groesse eines Rotors braucht man eigentlich schon Ingenieurswissen, um alles richtig zu machen, andernfalls muss man versuchen, ein Extra an Stabilitaet durch ein Mehr an Materialstaerke und Robustheit auszugleichen!
In der Hinsicht ist unser Einsteigerwindrad, welches von uns zur Zeit noch optimiert wird eine weniger kostspielige Loesung falls daran noch Kinderkrankheiten auftreten.
Gruss, Carl

[Bernd]

Reibt euch nicht so an der Angabe 3mm. Wenn man ein 1,5m langes Blech in die Hand nimmt
dann merkt man wie super wabbelig das ist, da hilft auch die Rundung nur bedingt.
Ein 1mm Alublech wirkt in diesen Dimensionen so nachgiebig wie dünne Pappe.
Alu ist auch kein V2A, das wäre viel stabiler. Für einen 1,5m Rotor wären 3mm Alu schon eine
gute Wahl. 2mm ginge vielleicht auch gerade noch so, wäre mir aber zu risikoreich, oder man
müsste viele Verstärkungen einbauen und mind. zwei Tragarme pro Flügel.

Grüsse

Bernd

[Carl von Canstein]

Hallo Bernd!
Du gehst davon aus, die optimalen Abmessungen der Fluegel des 50x50 Rotors direkt auf das 1,50x1,50 Modell uebertragen zu muessen. Kommt ja wohl auch in etwa hin. Dann allerdings sind die Fluegel dort etwas gross fuer duenneres Blech.
Meine ersten Versuchsrotoren mit Alufluegeln hatten noch keine optimierten Fluegelabmessungen, ich hatte sie mit kleineren Fluegeln bestueckt, bei denen in Aluausfuehrung beim 1,20m Rotordurchmesser mit 60x60 hohen und breiten Fuegeln nur 1mm Alublech genommen wurde.
Die Abdeckkappen oben und unten, Vorfluegel und Leitflache sind aus diesem Blech, der dickwandige Mittelspant mit Tragarmverbindung ist aus Holz mit einem Schlitz fuer die Aufnahme und Pressverbindung der Leitflaeche.
Auch der Vorfluegel war vorne fest an diesen Holzspant geschraubt.
Diese Verbindung hielt bisher fast 20 Jahre, das Ding steht noch auf Gran Canaria, wenn Gott will, und dreht sich!
Hat auch schon Stuerme ueberstanden, als ich noch dort war, habe ich allerdings bei jedem Orkan die Fluegel mit Seil festgebunden!
Waeren die Fluegel so lang gewesen wie der Rotordurchmesser, so haette man mit nur einem Tragarm pro Fluegel nicht lange Freude daran gehabt!
Das einzige, was bei 3mm Fluegeln in der Groesse von 1,50cm etwas zu Denken gibt ist Preis und Gewicht. Letzteres ist bei 3 emm ja schon recht deutlich spuerbar!
Gruss, Carl

[Bernd]

Ja 60cm Flügel sind auch ganz was anderes als 1,5 Meter.
Die 1,5m Dinger haben ca. 6x soviel Fläche wie der 60cm Flügel !
(Beide male unser Bemassungempfehlungen als Grundlage genommen)
Da würdest du nicht lange Freude drann haben wenn der 1,5m aus Coladosenblech wären.

Grüsse

Bernd

[drilli]

Vielen Dank für eure Antworten.

Für einen 1,5m Rotor (Höhe und Durchmesser ?) würde ich auf keinen Fall mehr die
3mm Harztschaumplatten aus dem Baumarkt nehmen, falls du das vor hattest.

Keine Angst das hatte ich bestimmt nicht vor - ich halte eigentlich überhaupt sehr wenig von Materialien die man im Baumarkt bekommt, sondern nehme lieber Zeugs aus der Industrie. Ich hatte da eher an Hart-PVC von einem KG-Rohr gedacht (das sind die orangen Rohre die man für Abwasser in die Erde eingräbt) - die gibt es z.b mit 50cm Durchmesser und haben dann so 6mm oder 8mm Materialstärke. Wir nehmen diese Dinger als Transportschalen für unsere Produkte (halb auseinander gersägt) und das macht einen ziemlich stabilen Eindruck.

Aluminium ist sicher besser von der Stabilität her, aber man muss eben die Verarbeitung aus der Hand geben und es kostet mehr (200er KG-Rohr mit 4mm Wandung kostet der Meter 13€ - hab ich grad so im Kopf).

Wie gesagt, bei dieser Groesse eines Rotors braucht man eigentlich schon Ingenieurswissen, um alles richtig zu machen

Da hast du natürlich Recht. Aber ich behaupte mal, dass selbst ein Ingenieur (bin übrigens auch einer - aber leider nix Konstruktion sondern Elektronik) da so seine Schwierigkeiten haben wird und das sicherlich auch simulieren muss. Sonst müsste er schon ganz schön tief in der Materie stecken. Simulieren würd ich das Ganze aber vorsichtshalber auch erst bevor ich anfange zu bauen, glücklicherweise hab ich auf Arbeit die Möglichkeit dazu.

uf den zweiten Blick ist das aber ein sehr schwierige mechanische Aufgabe,
denn alle Flügel müssen völlig exakt und auf den Bruchteil eines Millimeter genau absolut
gleichzeitig nach innen fahren, sonst zerfetzt es den Rotor durch auftretende extreme Unwuchten.

Danke für den Hinweis, das ist sicher ganz schön schwer. Auf 1mm genau halte ich für realistisch -so aus dem Bauch heraus, aber ein Bruchteil? hmm. Ich glaube da muss ich noch ein wenig rechnen.
Mir fällt auch noch ein anderer Aspekt ein:
Im starken Wind werden sich die Flügel doch auch sicher wechselnd wölben oder verwinden, das sollte ja noch zusätzliche Auswirkung auf die Unwucht haben und wird bei größeren Flügeln bestimmt nicht besser.

Na ich sehe schon hier liegt noch viel Arbeit vor uns

[Bernd]

Flügel aus einem KG-Rohr bedeutet natürlich das die Leitfläche den Radius
des Rohres erhält. Aus einem 50er KG-Rohr lässt sich also nur einen Rotorradius
von 50cm realisieren.
Ich hatte schon mal an das zerschnippeln von grossen Regentonnen gedacht, aber
das ist so teuer da kann man sich gleich Aluflügel anfertigen lassen, denn sonderlich
stabil ist deren Material auch nicht.

Das grösste Problem dürfte im Sturm die Fliehkraft sein, weniger ein Verbiegen
durch den Wind als solchen. Bei einer Umfangsgeschwindigkeit von sagen wir 20m/s
dürfte der Wind der Fliehkraft vermutlich nicht mehr sonderlich viel entgegen zu
setzen haben.
Das wichtigste scheint mir, das die Flügelenden oberhalb der Tragarme nicht nach
aussen abknicken können.

Grüsse

Bernd

[drilli]

Ich wollte die Rohre aufsägen und dann im warmen Zustand in eine Form biegen. Mir ging es bei den Rohren haupstächlich um den Materialpreis und dass ich sie leicht bekommen kann.

ich denke einen 1m hohen Flügel muss man sowieso mehrfach lagern, sonst wird alles sehr instabil oder eben schwer.