Carbon Hybrid Rotorwellen

[Tituna3]

Hallo.

Jetzt hab ich schon ewig nichts mehr hier geschrieben. Wird mal wieder Zeit.
Ich hab vor einiger Zeit Gedanken zur Gewichtsreduzierung am Heli gemacht.
Großes Potential sah ich bei der Rotorwelle. Und da ich fast alles selber Herstelle und nicht immer angewiesen sein wollte auf Hersteller die Teile ändern oder nicht mehr produzieren wollte ich ne eigene Welle bauen.

Eine Carbon-Hybrid Rotorwelle kam dabei raus.
Durchmesser 14mm. Innen 13mm Belastungsorientiertes Cfk mit einer 14mm Edelstahl Hülse.

Das ganze erst am CAD getestet und dann in der Werkstatt. Die Biege und Torsionstests wahren vielversprechend.

Jetzt sind ca. 120 Flüge auf der Welle und ich bin mit der Haltbarkeit sehr zufrieden.

Zum Gewicht.
Originalwelle hat 135g
Carbonwelle 70g

Gruß
Christian

[NitroRex]

AW: Carbon Hybrid Rotorwellen

an was wurde sie getestet, geflogen ?
Gewicht des Heli , längste Länge wo die Welle nicht geführt ist, Drehzahl , 2 ,3,4, oder 5 Blatt ????

[Tituna3]

AW: Carbon Hybrid Rotorwellen

Am Pace 800.

Mit 14s 5.4kg.

Länge Oberes Lager bis Mitte Blattlagerwelle 120mm.

Drehzahlen zwischen 800u/min-2400u/min.

[Andrè Bochmann]

AW: Carbon Hybrid Rotorwellen

Hallo Christian, hast Du die Stahlwelle mit Passung aufgepresst oder mit Spiel eingeklebt?

[Tituna3]

AW: Carbon Hybrid Rotorwellen

Hm. Sowohl als auch.
Die Welle war eher null auf null zur Hülse. Mit Harz eingeklebt und das Harz hat etwas als Gleitfittel fungiert.

[RogersPark]

AW: Carbon Hybrid Rotorwellen

Hallo Christian!
Hast Du den CFK-Kern selbst hergestellt und welches Verfahren hast Du dafür angewendet? Oder ist das ein Fertigteil?
Es würde mich freuen wenn Du mehr Infos zur Herstellung preis gibst.

[Tituna3]

AW: Carbon Hybrid Rotorwellen

Der Kern ist selbst hergestellt.
Prepreg Gewebe und UD Gelege mit gewissem Lagenaufbau.

Dann im Vakuum ausgebacken und auf Passenden Durchmesser geschliffen.

[echo.zulu]

AW: Carbon Hybrid Rotorwellen

Hallo Christian.
Sehr interessante Entwicklung. Gerne mehr davon.

So wie ich es verstanden habe hast Du die Faserrichtung hauptsächlich auf Torsion ausgelegt? Ohne es jetzt nachgerechnet zu haben kann ich mir vorstellen, dass bei der Rotorwelle die Biegespannung überwiegt. Dann wäre doch die Faserrichtung in Längsrichtung wie z.B. bei pultrudierten Kohlefaserstangen besser. Ich lasse mich aber sehr gerne vom Gegenteil überzeugen.

[Tituna3]

AW: Carbon Hybrid Rotorwellen

Ich habe natürlich auf die Faserorientierung geachtet. Es sind verschiedene Prototypen gebaut worden. Nicht alles hat funktioniert.

[Heli87]

AW: Carbon Hybrid Rotorwellen

Das Problem wird sein das Rohr zu bekommen.
Da Rohre meist nicht in h6 Qualität gefertigt werden.
Auch ist Edelstahl nicht das geilste Material für eine Schiebepassung, da es zum "fressen" neigt.

Die Idee finde ich aber gut.

Gruß Torsten

[echo.zulu]

AW: Carbon Hybrid Rotorwellen

Nicht alles hat funktioniert.

Ich würde mich freuen mehr von Deinen Erkenntnissen zu lesen.

[Albert]

AW: Carbon Hybrid Rotorwellen

Die Idee hatte ich vor über 10 Jahren auch schon. Habe ich dann aber verworfen, weil

- Jan damals schon Edelstahlrohre als Hauptrotorwellen benutzt hat und diese funktionierten
- die Klebung die Schwachstelle für die Übertragung der Schubkräfte (Torsion + Biegung) ist
- der Kern bezüglich Festigkeit wenig zur Gesamtfestigkeit beiträgt
- der E-Modul unteschiedlich ist (wieder Beanspruchung der Klebung)
- Der kritische Punkt die Lochleibung der Querbohrung ist und diese wieder nur vom Stahlrohr getragen wird
- bei meinen Heli kommt das Pitch durch die hohle Rotorwelle......

Soweit zur Theorie..... In der Praxis hatte ich mit einer Rohr-Rotorwelle einmal eine Verbiegung im Flug, weil

- die Heli´s von Jan schon immer nur wenig über die obere domplatte rausgeragt haben und mein heli damals eben länger war
- ich weichen Edelstahl genommen habe, sprich geringe Festigkeit gegen verbiegen. D.h. wenn man hier ein härteres Material nimmt, könnte es besser werden
- sich die Leistungen und Wendigkeiten (= Biegemoment auf die Rotorwelle) immer weiter entwickelt haben.

Daher ist die Verstärkung durch Kohlefaser in der Mitte der Welle sicher der richtige Schritt, Gewicht zu sparen und gleichzeitig die Festigkeit zu erhöhen. Aber halt aufwendig

[BuckDan]

AW: Carbon Hybrid Rotorwellen

Hallo zusammen ,

wäre ein Titanrohr nicht besser ?
Ist doch deutlich leichter als Stahl .
Kann mir kaum vorstelllen das der CFK Kern noch Kräfte aufnimmt .

Gruß Daniel

[Tituna3]

AW: Carbon Hybrid Rotorwellen

Titan wäre vielleicht ne Alternative.
Die Frage ist halt immer wo bekommt man das passende Material her? Titanrohre in allen Durchmessern gibts nicht an jeder Ecke geschweige den zum akzeptablen Preis.

[BuckDan]

AW: Carbon Hybrid Rotorwellen

Habe dir mal einen Link per PN geschickt .
Gibt Titan ja in vielen Legierungen .
Du könntest ruhig mal ein paar Bilder von deinem Heli zeigen :-)
Finde deine Idee sehr sehr spannend .

Gruß Daniel