Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Wie dünn kann eine Federstahlwelle sein
vfr13
19.March.2010, 19:09
Hallo in die Runde,
möchte mir für ein Eigenbau-Micro-Bötchen nen verstellbaren Strut basteln. Motörchen wird ein 1230/14 von Robbe an 2s oder 3s werden. Jetzt frage ich mich, wie dünn ich die Welle noch machen könnte, ohne dass die zu schnell versagt. Habe ein 0,5er Edelstahl oder PR-Stahl (irgendein Zeug vom Modellbauladen) hier liegen. Wenns dünner ging auch gut, wenns dicker sein müsste, dann wäre es gut es vorher zu wissen.
Hat jemand von euch da schon Erfahrung?
DopeX
19.March.2010, 19:40
Moin Volker,
wenn du sicherstellst, dass es sich nicht aufschwingt, hat die 0,5er Welle kein Problem mit dem Mini-Drehmoment des kleinen Robbe.
Noch Dünner? Na, das würde mir schon arg schwach vorkommen... Der Querschnitt nimmt ja quadratisch zum Durchmesser ab.
Gruß,
Hannes
vfr13
19.March.2010, 20:05
Hallo Hannes,
Du hast recht. Die dünnen Drähte werden schon spürbar schlaff. Ich hab hier 0,8 und 0,6 und 0,5 mm zum direkten Vergleich. Da markt man den quadratischen Zusammenhang gewaltig. Und 0,4 oder 0,3 wird mir gefühlt auch schon fast zu dünne.
Das Rückstellmoment des 0,5er ist auch so klein, dass die Welle kaum noch Kraft auf den Rumpf ausüben wird.
Ich probiers mit der 0,5er.
Danke für die schnelle Antwort
roundnose
20.March.2010, 19:59
...
Das Rückstellmoment des 0,5er ist auch so klein, dass die Welle kaum noch Kraft auf den Rumpf ausüben wird.
...
Hi!
Den Satz hab ich jetzt nicht verstanden, kannst du das bitte noch mal erklären?
Was ist ein Rückstellmoment?
Und - ist es nicht das Ziel, dass die Verlängerung der Welle - sprich: der Propeller - Kraft auf den Rumpf ausübt? Einfach nur, um ihn voran zu treiben?
Freundliche Grüße
Werner
vfr13
20.March.2010, 20:08
Hallo Werner,
wenn ich die Welle im Bogen verlege (was ja beim verstellbaren Strur der Fall ist) hat sie die natürliche Bestrebung aufgrund der elastischen Verformung wieder grad zu werden und übt damit eine Kraft zwischen der Durchführung im Rumpfboden und dem Strut auf den Rumpf selbst aus. Wenn ich jetzt den Rumpf zu schwach auslege bzw. die Welle zu dick (bzw. zu steif) ist, dann verziehe ich mir den Rumpf durch die Welle.
Wie kuppelt man 0,5mm :confused:? Wie stellt man die Kupplung her, falls sie so wie eine normale Kupplung gebaut ist :confused:?
vfr13
20.March.2010, 21:44
Ich würde die Kupplung kleben. Hab ich bei meiner MP auch gemacht. Längenausgleich müsste dann am Strut erfolgen.
(Edit: Material Konstruktal, Außendurchmesser 2,5 mm, Eine Seite 1,5H7 gerieben, andere Seite 0,5 gebohrt)
Alternativ könnte man mit einem geschlitzten Rohr Arbeiten, das in einer größeren Bohrung, z.B. 2 oder 3 mm sitzt. Über Madenschrauben wird dann geklemmt.
Ist nur die Frage, wie bekommt man den dünnen Schlitz rein (Drahterodieren?). Vielleicht ginge es auch mit einem geschlossenen Rohr?
Um den dünnen Schlitz würde ich mir weniger Sorgen machen: Laubsäge mit ultrafeinem Metallblatt :D. Aber 0,5mm Bohrung in Alu - wie viele Versuche/Bohrer/Bohrungsverläufe?
Stell' bitte mal ein Foto ein, wenn fertig - finde ich echt ambitioniert, aber wenn's klappt, ist es eine schöne Lösung.
vfr13
20.March.2010, 21:59
Hab ne 10er-Box HM-Bohrer 0,5 bei Lerrox bestellt. Mit denen werd ichs versuchen. Wichtig ist halt ne absolut gut laufende Drehmaschine und ne ruhige Hand. Die hab nicht ich, sondern das werd ich deligieren.:D
Und es muss ja auch noch ein 0,5 Löchlein ins Endstück. Das wird ein 2mm Edelstahl sein.
Wie dick sind denn die Laubsägeblätter? Damit das noch sicher funktioneirt, müsste der Schlitz ja < 0,3 mm sein, sonst wird der Draht nicht mehr sauber zentriert
Ich fürchte, die 10'er Box wird knapp :D. Kennst Du die Firma HERO in Berlin? Die haben womöglich das passende Rohr 2/0,5.
Laubsägeblätter 3/0 sind knapp 3/10 dick.
Michael1994
21.March.2010, 12:37
in alu dürfte das kein all zu großes Problem sein. Es gibt hochfestes Alu, das lässt sich einiges besser bohren... Kann ich ein kostenlos und eventuell auch schon vorgedreht ein Reststück zur Verfügung stellen.
ich sehe eher Probleme mit dem Endstück:
v2a ist sehr zäh, das kleinte was ich gebohrt habe, waren 2mm... und das ist wirklich nicht schön, da der bohrer nur knirscht und kritische Geräusche macht... und wenn ein Bohrer abbricht, ist meistens auch das Endstück hinüber... da sollte also jemand sehr viel Zeit einplanen...
ansonsten viel spaß mit dem Boot...
Micha
vfr13
21.March.2010, 14:26
@ Micha,
danke für's Angebot an Alu. Habe aber keinerlei Probleme da dran ran zu kommen.
Bezüglich dem V2A sehe ich's genau so. Wird sich zeigen, wie's läuft. Ich werde berichten.
@ Michael
die Bezugsquelle kenne ich. Wird der Notnagel, wenn es nicht mit dem Bohren klappt.
Die Torsionsfestigkeit einer Welle ist proportional zu r hoch 4.
Von einer 2mm Federstahlwelle weiß ich, dass sie ab ungefähr 5kW bei 50.000 U/min in den plastischen Bereich kommt. Für einen 0.5er Federstahldraht bleiben da bei bei 20-30T nur wenige Watt über. Ein 0.6er Draht ist da schon doppelt so fest.
Ich kann mir auch kaum vorstellen, dass man 0.5mm halbwegs sauber bohren kann. Ich würde mit Hülsen arbeiten (Hero).
Jörg
Ich würde auch mit Hülsen arbeiten ;). Gerne auch mit dem, wofür Hero-Rohr eigentlich z.B. benutzt wird: Kanülen :D.
Jörg, r^4 erscheint mir unplausibel, und in der Tat habe ich das hier
So, ich habe in der technischen Formelsammlung nachgeschaut.
Die Torsionsfestigkeit eines Rohres ist proportional zu (Aussendurchmesser hoch 4 - Innendurchmesser hoch 4)/ Aussendurchmesser.
Die einer Vollwelle proportional zu Aussendurchmesser hoch drei.
Wenn man für den Innendurchmesser null einsetzt, wird die Formel fürs Rohr zur Formel für die Welle
in einem anderen Forum gefunden, was mir plausibler erscheint. Ohnehin finde ich das Grenzdrehmoment hier relevanter, wenn es auch aus Deinen Rahmendaten errechenbar ist ... ;)
vfr13
21.March.2010, 16:23
Hallo Jörg,
der Motor hat auch nur wenige Watt. Bei 4 A Maximalstrom und 2s bleiben gerade mal 30W übrig. Insofern sehe ich durch die Antriebsleistung zunächst keine Gefahr. Aber von 0,5 auf 0,6 zu gehen ist sicher noch möglich. Man merkt dem 0,6er Draht die 20% mehr DM deutlich an. Ich wills aber trotzdem erst mal mit dem 0,5er probieren. Der Ergeiz schlägt zu.
Was das Bohren angeht, so ist das auch eine Frage der technischen Möglichkeiten. Heute werden Fräser in Dimensionen von 0,1 mm eingesetzt, um gehärteten Werkzeugstahl "zu zerspanen". Im Werkzeugbau werden reihenweise Bohrung von 0,3 mm als Startlöcher für's Drahterodieren durch Erodierbohren geschossen. Heißt also, wenns einfach nicht kalppt, müssen halt andere technische Möglichkeiten genutzt werden.
Und Loctide hat soviel Zaubermittel im Programm, dass ein bischen Spalt zwischen Welle und Kupplung/Endstück nicht schadet, sondern manchmal eher nutzt. Heißt: es wird vorr. eher größer zu bohren sein. z.B. 0,6 oder gar 0,7 mm.
vfr13
21.March.2010, 16:27
Hallo Michael,
stimmt, Kanülen könnte man nutzen, wenn man mit Hülse arbeiten will. Ich werd mal die PTA meiner Apotheke nerven:D. Beim letzten mal gings nähmlich um Kanülen für Wellenfett. Da ist die auch schon fast verzweifelt.
Jörg, r^4 erscheint mir unplausibel...
Du hast recht, ist alles ziemlich lange her. r^4 gilt für den Verdrehwinkel, das max. Tersionsmoment geht nur mit r^3. Hatte r^4 noch im Kopf, weil ich mal einen Motorenprüfstand mit Torsionswelle bauen wollte.
Wiki ist erstaunlich stumm zu dem Thema, aber siehe hier:
http://www.f08.fh-koeln.de/imperia/md/content/personen/professoren/okulicz_konrad/skriptfedern.pdf
Bin ja mal gespannt, ob es gelingt in eine 2mm VA-Welle ein 0.5mm Loch zu bohren.
Bzgl. Kleben mit 0.1-0.2mm Übermaß kann ich aber nur abraten - Loctide zentriert sich nicht, ganz im Gegenteil, es drückt zu einer Seite. Ich hatte das schon bei Eco-Props mit zu großer Bohrung. Abhilfe schafft die Welle spiralförmig mit dünnem Kupferdraht zu umwickeln, z.B. aus kaputten Walkmankopfhörern (ok, heute MP3-Player), so dass der Spalt gefüllt ist.
Jörg
Ch.Lucas
22.March.2010, 07:21
Moin ein Freund von mir der T.Schumann ist mit 0,8mm Draht sogar in FSRE ü. 2kg gefahren ,war eine Frage des langsam in Rampe hochlaufenden Reglers ob der Draht gehalten hat oder nicht.
In der Propwelle am besten eine 2mm Bohrung .Den Draht mit 0,5mm in eine Spritzenkanüle einschieben ´bis er hinten rauskommt ,dort mit einem Hammer etwas flach klopfen und dann zurück in die Bohrung ,das braucht nicht sehr viel geplättet werden etwas unrund reicht meist schon.
Für die Kupplung auch in die Nadelhülse reinschieben und einen feinen Schlitz einschleifen mit einer dünnen Diamanttrennscheibe ,gibts im Dentalhandel, oder mit einer Einstreichsäge ,die gibt es bei Hoffmann Werkzeuge für professionellen Feinmechanik bedarf in 0,1mm Schritten ,einsägen/schleifen.Den Draht nicht zu Scharfkanntig abknicken und in den Schlitz einziehen ,so hat das der Toni schon damals gemacht ,das hält mehr wie alle Abflachungen und Madenschrauben klemmen.
vfr13
22.March.2010, 09:17
Bzgl. Kleben mit 0.1-0.2mm Übermaß kann ich aber nur abraten - Loctide zentriert sich nicht, ganz im Gegenteil, es drückt zu einer Seite. Ich hatte das schon bei Eco-Props mit zu großer Bohrung. Abhilfe schafft die Welle spiralförmig mit dünnem Kupferdraht zu umwickeln, z.B. aus kaputten Walkmankopfhörern (ok, heute MP3-Player), so dass der Spalt gefüllt ist.
Jörg
Du hats recht Jörg, war ein Denkfehler von mir. Wenn nicht zentriert ist nützt auch ein spaltfüllender Kleber nichts.
vfr13
22.March.2010, 09:23
Für die Kupplung auch in die Nadelhülse reinschieben und einen feinen Schlitz einschleifen mit einer dünnen Diamanttrennscheibe ,gibts im Dentalhandel, oder mit einer Einstreichsäge ,die gibt es bei Hoffmann Werkzeuge für professionellen Feinmechanik bedarf in 0,1mm Schritten ,einsägen/schleifen.Den Draht nicht zu Scharfkanntig abknicken und in den Schlitz einziehen ,so hat das der Toni schon damals gemacht ,das hält mehr wie alle Abflachungen und Madenschrauben klemmen.
Hab ich noch nicht ganz verstanden. Ich versuchs mal zu beschreiben:
Die Nadelhülse sitzt in einer Kupplung? Wie wird die dort geklemmt?
Der Draht wird schräg abgeknicht und sitzt somit eimal zentriert in der Hülsenbohrung und mit dem abgeknickten Stummel im geschliffenen Schlitz? Damit wird das Drehmoment übertragen.
Robert
22.March.2010, 15:15
Ab wann die Federstahlwelle aus Torsion versagt, lässt sich durch Tau =M/W gut und sicher errechnen. Soviel ich mal nachgesehen hab, besitzt Federstahl eine Schubfestigkeit von 600 MPa. Das Moment "M" aus der Formel kann man vom Motorenherstellen bekommen, bei Lehner siehts man sofort, man nimmt zum beispiel den größten angegebenen Strom, und das dazugehörige Moment. Muss natürlich aus Fahrzeit oder besser Strommesung etwa wissen, in inwieweit der Motor Strom beim anfahren frist. Bei meinem Tragflügeldinn waren es 150A beim anfahren(ohne Ruckartiges anfahren). Das W ist das Torsion-Widerstandsmoment eines Kreisquerschnittes, findet man in wiki auch die genaue Form(Daher die R³). Mit meinem 2230 Lehner, 45 er Prop und 6s Lipo und der 2mm Federstahl errechnet man(about 40000 1/min), das ich nur knapp vor den 600 Mpa liege. Also dieses Setup ist sehr grenzwertig für die Welle, und anfahren sollte man immer sanft(mal abgeshen davon, das dies ein aufschwingen des ganzen rumpfe eh gelegen kommt).
Netten Gruß
Robert
P.s; Habs mal für deinen Fall gerechnet. Also, 0,5mm Federstahl, Wellenleistung 600W(Faktor 2 der 300W wegen anfahren), Drehzahl ??? Wie viel gedacht ? Nehme jetzt mal 40.000 Umdrehungen, ergibt ein Moment aus P =M*w (mit w = 2*Pi*Drehzahl)=> M = 0,143 Nm . Mit W = Pi*D³/16 folgt, D = Durchmesser minimal = 1,07 [mm].
Also auf deutsch, falls du die 600W beim anfahren ziehst, musst du mindestens ne 1,2er Federstahl-Welle, oder was halt da zu kaufen gibt nehmen. 0,5 wird nicht halten !
Ch.Lucas
22.March.2010, 17:17
Hi,
na das hat der Robert ja schön vorgerechnet.Der Hans Lehner ist in seinen Kilobooten mit 1,2mm Wellen gefahren ,das dürfte mit der Leistung auch in etwa passen.
Ich habe es etwas Ausprobiert .Habe aber nur eine 2mm Nadel mit 1mm Bohrung auf die schnelle in meinem Samelsurium gefunden.Mit einem 1mm Federstahldraht ist das abwinkeln schon recht heftig und darf nicht zu weit gehen sonst bricht der Draht am Knick.Bei weniger weiten Winkel muss man den Schlitz weit genug einschleifen ,dann schlupft der Draht da sauber rein .Aber besser fand ich nach meinenExperimenten das leichte flach Dengeln des Drahtes und anschliesenden rückwärts einklopfen in die Hülse.Die Nadel hat sich durch den verformten Draht um 4 Hundertstel Millimeter aufgeweitet zum Oval ,das läst sich anschliesend auf einer Drehmaschine wieder egalisieren.Dann ist es wieder Rund und hat festen halt.
Hab mal Bilder mit einer kleinen Microskopkammera angehängt ,das erste ist etwas dunkel ,da steht der Draht noch aus der Nadel heraus und ist etwas flach gedengelt,im hintergrund die angeschliefene Nadel.Im zweiten habe ich ihn reingeklopft.
vfr13
22.March.2010, 17:58
Hallo Robert,
vielen Dank für die Rechnung. Wär schön wenn der kleine Motor die 300W schaffen würde. Es sind leider nur 30:). Aber für das was ich vorhabe bestimmt ausreichend. Und die 0,5 mm Welle müsste dann auch halten.:confused:
Hallo Ch.Lukas, Christian oder Christoff?
Das sieht ja schon gut aus. Ich werde mal nach Kanülen suchen, die einen 0,5er Innendurchmesser haben.
Dabei eine Frage an die Apotheker und Junkies unter uns. Kann ich aus der Kanülenbezeichnung den Innendurchmesser der Kanüle direkt ablesen? Es wird in der Apotheke dann einfacher mit der Suche. Die Dinger sind ja immer so schön steril eingepackt.
CrunchiX
22.March.2010, 18:39
...
Dabei eine Frage an die Apotheker und Junkies unter uns. Kann ich aus der Kanülenbezeichnung den Innendurchmesser der Kanüle direkt ablesen? Es wird in der Apotheke dann einfacher mit der Suche. Die Dinger sind ja immer so schön steril eingepackt.
Der Durchmesser der Kanülen wird in Gauge angegeben.
Jedoch ist die Wandstärke Variabel.
Du musst dir was mit 22-24 Gauge suchen und dann verschiede Wandstärken ausprobieren.
Denke aber dass der Apotheker dir da sagen kann wie die Wandstärken oder vielleicht sogar der Innendurchmesser ist.
Robert
22.March.2010, 18:55
Also wenn man mit 60W rechnet(wieder dann 30W*2 wegen anfahren), kommt man auf 0,495mm Durchmesser Welle....auf Deutsch, das wäre haarscharf, die Welle wird auf kurz oder lang brechen. Würde ein wenig drüber gehen, 0,6, 0,8 oder sowas.
Nette Grüße
Robert
vfr13
26.March.2010, 17:25
Sodele, hab heute mal bohren lassen. Hat geklappt. 0,5 mm in 2 mm Edelstahlwelle (einmal mit M2 und einmal ohne für M4-Adapter) und in 3 mm Konstruktal für die Kupplung. Die Tiefe war jedesmal bis Anschlag Bohrer so ca. 10 mm.
Anbei ein paar Bilder, auch vom Bohrer (hab ne 10er Box von lerrox.de gekauft). Kein Bohrer ist abgebrochen und der Draht sitzt ordentlich schmatzend.
Den Strut werde ich aus CFK-Platten machen. Lagerung mit 2 mal 2 mm Gleitlager in einem Alurohr. Das klebe ich dann in den Strut. Durchführung durch den Rumpfboden erfolgt in einem Messingrohr mit innen 0,6 mm.