Carbon Lüfterrad 964/993

[Carbon Marcus 964]

Hallo

ich bin gerade dabei das Lüfterrad des 964/993 aus Carbon zufertigen

die 12 Schaufeln werden einzel an den Topf gelebt

die Klebefläche beträgt ca. 5qcm

ist hier jemand der mir ausrechnen kann mit welcher Kraft die 14 - 15 Gramm schweren Schaufeln bei max. Drehzahl des Lüfterrades an der Klebefläche ziehen ??????

der Topf hat an der Klebefläche einen Durchmesser von 165mm der Gesamtdurchmesser beträgt 253,5mm

das Gewicht des gesamten Lüfterrades beträgt 450 gr als Aufnahmekern dient eine Aluscheibe die ebenfalls mit dem Topf verklebt ist

Ausgewuchtet ist das Ganze bereits

die max. Temperatur des Lüfterrades soll so an die 120 Grad betragen

deshalb auch die Frage mit der Kraft die an der Klebefläche zieht ,damit ich weiss was der Klebe mind. abkönnen muß

Max. Drehzahl sollte so um die 20 000 U/min sein

wäre prima wenn mir jemand weiterhlfen könnte

Gruß Marcus

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[botzelmann]

Ich komme ganz einfach gerechnet so ca. auf 13,8kN pro Schaufel alleine durch die Zentrifugalkraft- eine ganz schöne Hausnummer für eine 15g leichte Schaufel (kommt mir auch fast ein wenig zu groß vor). Wobei ich da doch einen ordentlichen Sicherheitsfaktor drauf rechnen würde, da ich denke, dass die Belastung auf die Klebefläche nicht konstant sein wird und es eventuell zu einer Schälbelastung kommen könnte. Wenn das Ding nur 10.000 drehen soll, dann komme ich übrigens auf nur noch 3,4kN... Auch das sollte schon sehr sportlich sein :-)

Edit: Ups, hab den Durchmesser genommen - nicht den Radius. Amateur... Nun sind es nur noch ca. 6,5 kN

[fiat5cento]

Ich komm auf 8,2kN pro Schaufel. Einfach mal angenommen, dass die Masse der Schaufel komplett am großen Durchmesser zieht. Wenn ich von der Schaufelmitte ausgehe, werdens 6,6kN.

Aber man muss ja auch noch die Kraft einrechnen, die durch die aerodynamische Kräfte mitreinkommt.

[Carbon Marcus 964]

Hallo Tim

genau mit dir habe ich gerechnet

danke für die Info

sag mal was würdest du mir denn für einen Kleber empfehlen ??

Gruß Marcus

[Gast Peter_Pan_]

Über Umfangsgeschwindigkeit:

m=0,015Kg

r=0,165/2=0,0825m

v=(20000/60)*0,165*pi=172,78m/s

Fz=(m*v²)/r = (0,015*172,78²)/0,0825 = 5.428,2824 N = 5,43 KN

Über Winkelgeschwindigkeit:

w=2*pi*(20000/60)= 2*pi*(20000/60) = 2094,395

Fz=m*r*w² = 0,015*0,0825*2094,395²= 5.428,2824 N = 5,43 KN = nochmal

vorh. Sigma in der Klebefläche:

Klebefläche = 5,2 cm² = 520 mm²

vorh. Sigma= 5428,2824/520= 10,44 N/mm²

edit: Korrektur N => kg

@ fiat5cento: Danke für den Hinweis

[Carbon Marcus 964]

hier noch ein Bild der Klebefläche ,welche nromalerweise noch ca. 2qcm größer ausföllt

Gruß Marcus

[fiat5cento]

m=0,15N

Masse in N?

Und Gewicht in kg, oder wie?

[Gast Peter_Pan_]

Du musst da ein wenig vorsichtiger mit der Einschätzung der wirksamen Klebefläche sein.

Im direkten Bereich der anschließenden Schaufel ist die "Klebegrundfläche" nahezu unendlich steif; d.h., es wird keine Verformung der Klebefläche geben.

Je weiter sich die betrachtete Klebe-Teilfläche vom Lüfterrad entfernt befindet, desto geringer ist die Steifigkeit der liegenden Materialfläche.

Die auftretenden Zugspannungen werden sich wohl entsprechend der Steifigkeiten der betrachteten Teilflächen aufbauen.

Daraus folgt, dass im Bereich direkt unter der Schaufel eine wesentlich größere Zugspannung herrschen wird, als in den weiter entfernten betrachteten Teilflächen.

Eine hinreichend genaue Verteilung der Spannungen über die Steifigkeiten wird sich nur über eine finite-Elemente-Berechnung ermitteln lassen.

Ich würde so zum Beginn erst einmal nur die Hälfte der Fläche ansetze, respektive mit mind. der doppelten Zugspannung herangehen.

Die tatsächlich signifikant wirksame Grundfläche kann man über die Dicke der Grundfläche der jeweiligen Schaufel steuern.

Dabei geht diese Dicke mit dem Produkt ihres Quadrates in die Steifigkeit ein.

Grüße

Wolfgang

[botzelmann]

Puh, gute Frage... 120°C ist schon deftig was Kleber angeht. Da würde ich dir den Kontakt mit Herrn Bernd Huwald von Loctite/Henkel ans Herz legen (+49-511-2140-274) - die haben uns schon häufig und gut beraten.

Wenn ich einfach mal probieren würde und keine Angst davor haben sollte etwas kaputt zu machen, dann würde ich es aus dem Bauch heraus mit UHU Endfest 300 probieren. Das sollte rein von der Belastung her ausreichen - aber die 120°C könnten da einen Strich durch die Rechnung machen. Wieviel TG hat das Lüfterrad ansonsten vom Harzsystem her aus? Da könntest du auch ziemlich schnell an die Grenzen geraten (und das schon beim Aushärten vom Kleber, damit man auf die nötigen Festigkeiten kommt).

Mit den meisten Epoxy-Klebern wirst du denke ich nicht weit kommen. Die machen alle bei hohen Temperaturen schlapp. Eventuell wäre Loctite 9492 ein Versuch wert... Vielleicht hat Henkel/Loctite aber noch etwas anderes auf dem Programm, was wir noch nicht kennen

[Gast Peter_Pan_]

Masse in N?

Und Gewicht in kg, oder wie?

Tja, man soll halt beizeiten Feierabend machen.......

Ich korrigiere oben noch mal.

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[fiat5cento]

Tja, man soll halt beizeiten Feierabend machen.......

Ich korrigiere oben noch mal.

dann sind wir ja jetz alle bei den gleichen Werten... Je nachdem was man als wirksamen Radius einsetzt Aber durchaus erstaunlich was so ein Flügelchen an Zentripetalkraft entwickeln kann!

[Carbon Marcus 964]

habe eben noch mal genau nachgemessen

die komplette Klebefläche sind ca. 10cm die aber ,wie auf dem Bild zu sehen ist , aber nicht auf der ganzen Fläche mit den selben Kräften belastet werden wird

ich glaube am Ende geht nichts über ´s Testen

nächste Woche soll das Erste verbaut werden ,mal sehen was passiert

ich weiss nur Eins , bei 2500 U/min auf der Drehbank mach das Dingens schon ganz schön Wind

@ Tim wir verwenden den L285 mit Härter 287 von Larit ( Lange&Ritter)

das kann laut Datenblatt 105TG Laut Hersteller 120

[Gast Peter_Pan_]

dann sind wir ja jetz alle bei den gleichen Werten... Je nachdem was man als wirksamen Radius einsetzt Aber durchaus erstaunlich was so ein Flügelchen an Zentripetalkraft entwickeln kann!

Ja, ich hab' mich auch gewundert.

Wenn so ein Teil abreißen sollte, dann hast' ein Loch in der Karosserie.

[Carbon Marcus 964]

ein Loch in der Karosserie ..... du weisst aber schon wo das Lüfterrad bei 964/993 sitzt ????

Gruß Marcus

[Gast]

Marcus & Tim,

ich werfe einfach mal Delo in den Raum.

Wir haben dort mit den Photobonds gute Erfahrungen gemacht und meines Wissens haben die auch Klebstoffe mit ~140°C Beständigkeit. (Link: www.delo.de)

VG

Wolfgang

[Carbon Marcus 964]

das Thema "Klebstoffe" ist extrem umfangreich , leider mußte ich die Erfahrung sammeln ,dass nicht alle das halten was auf der Verpackung steht ,bzw was das Datenblatt hergibt

3m DP 490

Huntsman Araldite 2014-1

Weldix

Araldite 420A/B

spez. Sekundenkleber bis 160 `

.

.

.

alles schon durch

mal sehen wo ich hängen bleibe

Gruß Marcus

[Muhviehstar CO]

Zur Not muss eine Niete durch die Mitte eines jeden Blattes

[Gast Peter_Pan_]

ein Loch in der Karosserie ..... du weisst aber schon wo das Lüfterrad bei 964/993 sitzt ????

Gruß Marcus

Ne, weiß ich nicht.... ehrlich.... ich hab' keinen blassen Schimmer

Es ging aber mehr um die doch recht große kinetische Energie, die in so einem kleinen Flügelchen steckt; also mehr so sinnbildlich gesprochen.

Wenn das mit seiner ganzen Kraft ungünstig auf ein 0,7mm - Blech träfe (vorausgesetzt, es wäre eines da), dann wäre da evtl. ein Loch drin.

[Kai360 CO]

ein Loch in der Karosserie ..... du weisst aber schon wo das Lüfterrad bei 964/993 sitzt ????

Gruß Marcus

Vorne als Antriebspropeller?

[Marc W. CO]

Grundsätzlich vertraue ich der modernen Technik schon soweit, daß sich ein Kleber finden läßt. Auf der anderen Seite halte ich sogar die 120°C als maximalen Spitzenwert für ein bißchen optimistisch, wenn ich flott unterwegs war, gibt es in dem Bereich eine Strahlungshitze, die meiner Meinung diesen Wert übersteigt.

Ich gehe aber davon aus, daß Du neben der konstruktiven Berechnung auch testen wirst, ich denke da z.B. an ein Baugebläse was noch mehr Hitze produziert und einen Elektromotor, der auch noch eine Sicherheits-Marge an Drehzahl oben drauf legen kann...

[Mr.lambo CO]

In der Formel 1 wird viel geklebt und erstaundlicherweise, wenn was bricht, bricht es überall nur nie an der Klebestelle!!!

Wir verarbeiten Kleber von 3M, die haben auch hochtemp. Kleber. (über 200 Grad und mehr).

[HS911]

Hallo Carbon Markus 964,

 

was ist eigentlich aus dem Projekt geworden?

 

Hat das Kleben funktioniert? Hält es dauerhaft? Hast Du gemessen, wieviel Verbesserung es bringt (Gewichtseinsparung bei dieser rotierenden Masse sollte doch zu einer Performanceverbesserung geführt haben).

 

Ich frage, weil mein 964 C2 demnächst eine Motorrevision benötigt. Ich bin somit dabei, eine Wunschliste mit „Upgrades“ (3,8L, Einzeldrossel, Fächerkrümmer etc) zu machen. 
 

Ein Carbon-Lüfterrad klingt super, aber mein 964 ist ein Daily Driver, also muss es haltbar sein. 
 

Ich würde mich freuen, wenn Du ein Update posten würdest. 
 

Luftige Grüße 

Holger

[dragstar1106 CO]

@Carbon Marcus 964