Heckrotor Blatthalter Schrauben reißen ab

Hallo,
mir ist nun bereits zum dritten mal eine Heckrotorschraube im Flug abgerissen. Diese kleinen M2x6mm Schrauben halten einfach nicht vernüftig wenn man mit hoher Drehzahl fliegt.

Nun habe ich mich mal auf die suche gemacht und habe einen Beitrag entdeckt indem jemand von einem M3 Umbau schreibt.
Dazu werden die Führungen an der Heckrotornarbe (dort wo die M2 Schrauben reingeschraubt werden) abgedreht und dannach ein Loch gebohrt und ein M3 Gewinde eingeschnitten. Nun wird der Heckrotorblatthalter samt Drucklager eingebaut und die abgedrehte Führung wird nun von der M3 Schraube übernommen.

Nun meine Frage hat jemand eine Drehbank und könnte mir davon ein paar umbauen?

Bitte keine Post von wegen Schraube zu fest angezogen usw. ich habe definitiv alles korrekt verbaut außerdem habe ich mir extra 12.9 Schrauben bei Inox bestellt die reißen aber genauso ab.

LG
Bebo

Hi Bebo,

bebo1982 schrieb:

... Bitte keine Post von wegen ...

das nicht, aber rein interessehalber:

Welche HeRo-Blätter nutzt du? Standard / ab Werk?
Welche Drehzahlen am Hauptrotor fliegst du?

Danke und Gruß
Thomas

2600 - 2800 am Rotorkopf
Ich bin erst Plastikblätter geflogen als mir dann die erste Schraube abgerissen ist habe ich auf Align GFK Blätter gewechselt die wesentlich leichter sind. Mit diesen ist mir dann bereits das zweite mal die Schraube gebrochen. Bei der ersten dachte ich noch ok evtl zu fest angezogen. Bei der zweiten die mir übrigens gestern abgerissen ist hatte ich dann die Nase voll.

Schadensbilanz:
- Freilauf
- FBL Rotorkopfgestänge
- Blattlagerwelle
- Gestänge vom Servo zur TS
- beide Getriebestufen zum Heck im Eimer
- Heckrotorwelle
- Akku 6S 2650 45C
- Hauptrotorwelle
- T-Rex 500 Haube
- Akkurutsche
- Bodenplatte

leider ist der Heckrotor gerade bei nem Flip weggeflogen. Ich hatte leider keinerlei Möglichkeit mehr zu Autorotieren da ich auch recht tief war ca 5m. Habe direkt TH reingehauen und der Heli ist schön in den Acker eingeschlagen.

Hm, nur mal so eine Zwischenfrage, bevor Du dir den ganzen Umbau antust.
Wieso kaufst Du dir nicht ein paar Qualitätsschrauben in der Güte 12.9?
Ist doch jetzt kein Massenproblem, eher ein Einzelproblem, oder?
Da fliegen doch mehr mit dieser Kopfdrehzahl durch die Gegend und man liest kein generelles Problem von wegfliegenden HeRo-Blättern?
In dem Fall wäre der T-Rex 500 ja ebenfalls betroffen, oder sind die Alignschrauben so gut, dann...........

Ich habe mir 12.9er Schrauben von Inox gekauft. Die sind bereits zum zweiten Mal abgerissen.

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ja, die harten schrauben,,, hart wie Glas. wie leicht bricht das..........

Ich lass mir nun zwei drei Heckrotornarben umbauen dann bin ich das Problem los ...

bebo1982 schrieb:

Ich lass mir nun zwei drei Heckrotornarben umbauen dann bin ich das Problem los ...

Meinst Du jetzt die Blatthalter / Blattgriffe mit den Rotorblattschrauben, oder meinst Du das Mittelstück, Zentralstück also die Nabe, wo die Blatthalter verschraubt und gelagert sind. Also die Schrauben der Drehachse der Blatthalter bei den Radial und Drucklagern?

Sorry, bin grad a bisserl verwirrt.......

Hallo

Mir sind auch schon 4 Blatthalter abgebrochen; Problem ist, das die Allermeisten schreiben, 12.9er Schrauben wären dafür super, und die von Hubi-Tom erwähnten Edelstahl-schrauben wären gerade gut genug, das Landegestell fest zu schrauben.

Also hatte ich zuerst 12.9er vom CamilleGergen, dann 12.9er von nem Internet-Händler. Das riß beides gleich schnell ab. Dann habe ich das Heck komplett gegen ein Align-Tuning-Heck getauscht, seitdem ist Ruhe. Wobei das wohl eher Zufall ist; also nicht das neue Heck macht die Ruhe, sondern die darin verbauten Schrauben.

Sollte ich die Schrauben der Blatthalter mal wechseln müssen, werde ich auch garantiert keine 12.9er mehr reinmachen. Edelstahl-Schrauben hab´ ich hier auch noch. Werde die auf jeden Fall mal versuchen. Viel schneller abreißen als die 12.9er können die auch nicht.

Heckblätter waren immer Stock, und Drehzahl eher im niedrigen Bereich. Daran, oder am zu festen Anziehen, lag´s bei mir nicht.

Würd mich mal interessieren, welche Schrauben da in dem Tuningheck verbaut sind.
Mir hat es ja auch schon eine Schraube abgerissen und einen Blatthalter in die erdnahe Umlaufbahn befördert.
Ich hab daraufhin 12.9 Schrauben verbaut und Heckrotorblattschrauben in Edelstahl. Das hält seitdem ohne Probleme.
Gut ich flieg keine so hohe Kopfdrehzahlen, von daher ist mein Verschleiß am Heli auch nicht so hoch wie bei Anderen.
Wer seinen Heli allerdings in grenzwertigen Betriebsfenstern betreibt, muss einfach mit mehr Ausfällen und Materialermüdungen und Bruch rechnen und damit leben.
Die echten 3-D Profis wissen dass und tauschen halt frühzeitig aus, da wird allerdings auch nicht drüber gesprochen. Ist halt so.
Und bei Kampfdrehzahlen von knapp 3000 Kopfumdrehungen an einem 500er, ist halt mal mit Ausfällen zu rechnen. Da ist halt eines sehr hohe Teile- und Mechanikbelastung da.
Das hat jetzt mit HK nichts zu tun, da geht auch ein T-Rex in die Knie. Und falls ich jetzt wieder als Align-Gegner zitiert werden, dann postet doch gleich die Bestellnummern für die Alignschrauben, die das aushalten.
Der Schraubenwechsel allein wird das Problem aus meiner Sicht nicht lösen.

Aber ich verstehe nicht warum alle Welt die Augen davor verschließt der Umbau ist sowas von simpel:

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Die originalen Gewinde werden abgedreht dann wird ein Loch gebohrt und ein M3 Gewinde engeschnitten. Die Führung der Drucklager übernimmt dann die M3 Schraube.

Die standard M3 Schrauben könnte man noch gegen Schaftschrauben ersetzen dann wärs perfekt. Dieser Umbau sollte in Serie so gemacht werden dann wär man das endlich los.

In meinem Verein sind auch an Original T-Rex 500 bereits mehrfach die Schrauben am Heckblatthalter abgerissen auch bei wesentlich kleineren Drehzahlen.

bebo1982 schrieb:

Aber ich verstehe nicht warum alle Welt die Augen davor verschließt

Was ich nicht verstehe, ist wie du 2600 bis 2800 am Kopf fliegen kannst? Mit welchen Pitchwerten? Welcher Motor liefert so viel Leistung? Mit wieviel Pitch? 5°? Mit 11° Pitch bräuchtest da etwa ein 3.5kW Motörchen um die Drehzahl nicht einbrechen zu lassen...

Hier liegt das Problem irgendwo anders... Beim HK500 hört man generell gerne mal das der ein Heckrotorblatt ausspuckt, aber sonst wäre mir das nicht bekannt, mir an meinem 500er ist das auch noch nicht passiert...

Wer sich diese Seite: [Sie müssen registriert oder eingeloggt sein, um diesen Link sehen zu können] mal kurz ansieht wird folgendes feststellen: (Tabelle 25)
Eine 8.8er Schraube hat eine Zugfestigkeit von 800N/mm^2
Eine 12.9er Schraube hat eine Zugfestigkeit von 1200N/mm^2
Eine 8.8er M2 Schraube hat einen Nennspannungsquerschnitt von 2.07mm^2 und kann somit mit 168kg belastet werden bevor sie bricht.
Eine 12.9er M2 Schraube hat den selben Nennspannungsquerschnitt und kann somit mit 251kg belastet werden bevor sie bricht.

Ein einzelnes Heckrotorblatt müsste somit also ein Gewicht von 168kg erzeugen damit die Schraube bricht.

Rechnen wir also nach wieviel kg so ein Heckrotor zusammenbringt:
Auf die Schraube wirkt die Fliehkraft des Blatthalters, der Schraube des Blatthalters das Drucklager und das Heckrotorblatt.
Ich hab jetzt ehrlich gesagt keine Ahnung was das alles zusammen wiegt, rein aus dem Bauch raus würde ich jetzt mal 50 Gramm dafür veranschlagen was vermutlich eh zuviel ist.
Mein 500er hat eine Heckübersetzung von 1:4,68, ergibt also bei 2800min^-1 ein Drehzahl von 13104min^-1 am Heck.
Nehmen wir an der Massenschwerpunkt Pro Blattseite liegt 5cm von der Narbe entfernt.
F=m*(v^2/r)
v ist die Geschwindigkeit des Blattes bei einem Radius von 5cm und 13104min^-1:
Umfang: 2*0.05*Pi: 0,314m
0,314m*1372= 431,02m/min entspricht 8,016m/s
F=0,05*(8^2/0,05)= 64N
64N entsprechen 6.5kg.

Ein Heckrotorblatt entwickelt also bei 2800min^-1 am Hauptrotor 6.5kg.
Die anfangs so bekrittelte M2 Schraube muss also sage und Schreibe 6.5kg auf Zugkraft aushalten.
Nachdem die Schraube bereits in 8.8er Qualität 168kg aushaltet lacht die sich nur eines über die 6.5kg...

Nun kommen wir aber zu einem anderen Punkt:
Das Ergebnis wäre schön wenn wir eine statische Belastung haben würden.
Sprich ich dreh die Schraube in die Decke und ziehe mich dann daran hoch.
So einen schönen Fall haben wir aber nicht, auf die Schraube kommt noch einiges an dynamsichen Kräften dazu. Sei es durch Vibrationen verursacht oder einfach nur durch die Steuerbewegungen des Heckrotos.
Ich drehe die Schraube also in die Decke zieh mich daran hoch und beginne zu schaukeln.

Jetzt haben wir furchtbar hässliche Spannungsspitzen und die Schraube wird teilweise an ihre Grenzen stoßen.
Jetzt kommt es zu einem wichtigen Faktor: Der Bruchdehnung in %.
Diese sagt aus, um wieviel % sich die Schraube dehnen kann bevor sie bricht.

Wie bereits schon vorher gesagt wurde, je höherwertiger die Schraube ist, umso härter ist sie. Umso härter heißt im Gegenzug immer umso spröder. Und was spöde ist bricht, was weich ist verbiegt sich.
Die Bruchdehnung einer 8.8er Schraube liegt bei 12%
Die Bruchdehnung einer 12.9er Schraube liegt bei 8%

Gemessen an der 12.9er kann sich also die 8.8er fast doppelt so viel verbiegen bevor sie bricht wie die 12.9er.

Sollte also ein Schlag in irgendeiner Weiße auf die Schraube kommen, oder Vibrationen oder sonst was, wird die 12.9er IMMMER lange vor der 8.8er reißen.

Für mich steht somit fest: Die 12.9er ist für die Montage der Blatthalter am Heckrotor absolut ungeeignet gegenüber einer 8.8er.
Die 8.8er hat deutliche Vorteile bei der Bruchdehnung und die Belastbarkeit reicht mehr als nur aus.

Fazit: (Für mich zumindest)
Irgendetwas anderes verursacht das Problem das du mit wegfliegenden Blättern hast. Aber die Güte oder das Maß der Schrauben ist daran ganz sicher nicht Schuld.
Wenn du das jetzt so auf M3 umbaust kann es sein dass sich dein Problem damit erledigt, aber dann hast du nur die Symptome behandelt und nicht die Ursache.
Ich vermute Vibrationen oder den ein oder anderen Aufsetzer mit dem Heck oder eventuell irgendwo Spiel als Ursache deiner Schraubenprobleme. Bedenke: Wenn man das vermeintlich schwächste Glied einer Kette ersetzt wird dann vermutlich das zweitschwächste kleinbei geben...

PS: Chinaschrauben mit Qualitätsschwankungen die jede Skala sprengen und oftamls auch Fertigungsfehler haben natürlich außen vor gelassen. Da kanns sein dass eine M2 schonmal bei 3Kg Belastung kleinbei gibt...

ZITAT: Für mich steht somit fest: Die 12.9er ist für die Montage der Blatthalter am Heckrotor absolut ungeeignet gegenüber einer 8.8er.
Die 8.8er hat deutliche Vorteile bei der Bruchdehnung und die Belastbarkeit reicht mehr als nur aus.

zu diesem schluss bin ich in meiner langjährigen erfahrung im Helifliegen auch gekommen, deshalb dieser Tip von mir,, die 8.8er Schrauben sind die bessere wahl
nur hab ich das nicht so verwissenschaftlicht,,, sondern erfahrungen aus dem Helileben gepostet,,
aber nu ham wirs auch wissenschaftlich untersucht, danke für die mühe VIPER

ps: die V2A -Schrauben sind noch etwas zäher,, deshalb setz ich die momentan bei mir ein.....

und das letzte Blatt das davonflog???? kann mich nicht erinnern,, muss so ca 6-7 jahre her sein

Ok Gut zu wissen wie siehts bei größeren Helis aus 600er sollte man da auch lieber 8.8er Schrauben am Heck, Rotorkopf verbauen?

bebo1982 schrieb:

Ok Gut zu wissen wie siehts bei größeren Helis aus 600er sollte man da auch lieber 8.8er Schrauben am Heck, Rotorkopf verbauen?

Ich hab keinen 600er und auch jetzt absolut keine Ahnung welche Massen dort mitspielen, aber rein Erfahrungsgemäß aus dem Modellflug und Maschinenbaubereich: Ja, wie du oben rauslesen kannst sind die 8.8er eigentlich immer besser für unsere Zwecke geeignet. Natürlich ohne Gewähr.
Aber ganz ehrlich, ich hab mir noch nie so viele Gedanken über die Schrauben gemacht. In chinesische hab ich da kein Vertrauen und bei der Blattlagerwelle von Align sind eh Schrauben dabei...


Viel öfter lösen sich die Blattlagerwelle und das Heckzentralstück auf weil man vergisst die Schrauben und Gewinde zu entfetten bevor man sie einklebt...
Ebenso ist eine zu fest angezogene Schraube recht rasch dem Tod geweiht...
Es gibt auch Schrauben mit Fertigungsfehlern, alles schon gesehen, da ist dann eine kleine Kerbe zwischen de,m Innendurchmesser des Gewindes und dem Kopf. Entwickelt dann eine eunderbare Kerbwirkung so dass der Kopf auch gleichmal ab ist...

Gerade vor 2-3 Wochen live dabei gewesen wie sich eine Align ( ) 450 Pro im zehnten Flug mit dieser Blattlagerwelle der Schraube entledigt hat, die Rotorblätter wegspuckte und dann wie ein Sack Kartoffeln zu Boden gleitete
Ich glaube der Kollege wird in Zukunft ALLES entfetten was er irgendwie zusammenschrauben möchte

Da hast Du dir aber ganz schön Arbeit gemacht, um das Thema "Zugfestigkeit an Schrauben" mal so ausführlich zu erklären.
Meine Anerkennung!
Kurzum, bei meinem Betriebsfenster mit meinen Helis, sehe ich auch bei härteren Schrauben wie den 12.9 gegenüber den 8.8 bei der Haltbarkeit noch gelassen entgegen.
Und an meinem 600er fliege ich zähe V2A bzw. Edelstahlschrauben, da diese von der Zugelastizität einen Tick besser sind, als die 8.8er.
Aber wie Viper schon schreibt, die Schraube allein ist oft nicht das Problem...... allein.

Die Rechnung und Argumentation von Viper pass nicht so ganz.
Wenn man nur bedenkt das es Leute gibt die die Schrauben
bis kurz vor dem Abreißen/Abdrehen anknallen, dann fehlt da
nicht mehr viel. Nach "fest" kommt "ab" oder nach "ganz fest" kommt "ganz lose".

Die Rechnung kann sich logischer weiße nur auf eine sachgemäße "Bedienung" von Schrauben beziehen.
Wer Schrauben so dermaßen fest anknallt ist selbst Schuld und hats nicht anders verdient, braucht sich dann aber auch nicht zu wundern...

Was in der Rechnung allerdings fehlt, sind die Biegemomentkräfte die auf die Schraube kommen sobald der Heckrotor Pitch steuert.
Wenn mal jemand sagt wieviel kg Schub so ein Rotor entwickeln kann könnte man das noch genau miteinberechnen.

Ich gehe jetzt mal so von 2kg Schub aus, das wären dann 19N.
Abstand Kraft Auftrittspunkt bis Schraube sind ~35mm, Abstand Schraubenmittelpunkt bis Randpunkt des Innendurchmessers des Gewindes wären 0,75mm.
Über den Hebelweg gerechnet entsteht hier also eine zusätzliche Kraft von
746N ((19*35)/0,75)
Die muss durch 2 dividiert werden da wir ja auf der einen Seite der Schraube eine Zugbeanspruchung und auf der anderen Seite eine Druckbeanspruchung haben:
Ergibt also eine zusätzliche Belastung von 373N.
Bin gerade überrascht dass das eigentlich gar nicht so wenig ist...

Ergibt also eine insgesamte maximale Belastung der Schraube von 64N+373N=437N
437N ergeben 44,58kg. Diese Kraft tritt auf der einen Hälfte der Schraube auf!
168kg kann eine 8.8er Schraube auf die ganze Fläche bezogen aufnehmen. Auf die Hälfte der Fläche kann sie also 84kg aufnehmen.
Also sind die 44,58kg immer noch sehr weit von den 84kg entfernt.
Wir haben hier also einen Sicherheitsfaktor von 1.88. Im Maschinenbau wird normalerweise mit einem Sicherheitsfaktor von ~1.1 bis 1.3 gerechnet. (Aufzüge und Jahrmarktsfahrattraktionen mal aussen vor, hier wird meist mit einer Sicherheit von 8 - 10 gerechnet.)

Und hier gehen wir noch dazu von einem absolut wahnsinnigen Fall aus: 13000(!) Umdrehungen am Heckrotor mit vollem Pitch und zusätzlich noch festgehaltenem Heck.
Würde in Echt niemals jemand machen, im Flug, wenn sich das Heck auch wirklich nachdrehen kann, ist ja die Belastung viel geringer.

Aber die Grundaussage bleibt die Gleiche:
Eine 8.8er Schraube ist von der Belastbarkeit locker ausreichend.
Es können aber immer Spannungsspitzen auftreten die ein vielfaches des gerechneten betragen, auch zuviel für eine 12.9er Schraube.
ABER: Die 8.8er verbiegt sich dabei viel länger und öfter bevor sie reißt als die 12.9er.
Klingt komisch, aber in diesem Fall ist die schwächere Schraube die stärkerer, aber vorallem bessere

Chris, ned bös gmeint, aber es fehlt trotzdem, auch bei richtiger Handhabung, die schon bestehende Vorbelastung der Schraube durch das Anziehen. Opiwan hat da zwar etwas ins extreme getrieben, aber es ist ja oftmals leider so, daß viele meinen, je fester, umso besser.
Nun muß aber eine Schraube trotzdem etwas angezogen werden. Kannst du jetzt noch ausrechen, wie hoch die dann enstehende Vorbelastung der Schraube ist zzgl. der bis jetzt von dir errechneten Werte. Dann wäre das Werk komplett.
Und ich finde es sehr gut, wie du das bis jetzt uns hier vorgerechnet hast!

Martin

Bei den Belastungen die eine Schraube aushalten kann wird selbstverständlich davon ausgegangen dass sie entsprechend richtig angezogen ist. Ist also sozusagen schon miteingerechnet. Alles andere wäre auch umsonst, wen interessiert schon wie stark man eine nicht angezogene Schraube belasten kann? Man rechnet sowas erst ein, wenn die Anziehkraft von den Vorgaben abweicht. Wozu es eigentlich keinen logischen Grund gibt.
Reinrechnen was passiert wenn man sie abartig anknallt kann man nicht, denn wenn es der Kopf mitmacht (bei Torx z.B.) kann man sie anknallen bis sie abschert...

Auch sollte man wissen dass die Festigkeitsangaben der Schrauben hier die MINDESTANFORDERUNGEN sind. Aufgrund von Qualitätsschwankungen und da schon eingerechneten Sicherheiten können die Schrauben eigentlich um einiges mehr ab als was geschrieben steht.

Aber wie gesagt ich habe sie nicht zu fest angedreht. Ich drehe die Schraube normal rein mit zwei Fingern am Schraubendreher und knalle sie keinesfalls fest!
Weil ich um die Problematik weiß nach fest kommt ab
Trotzdem sind mir schon 3 abgerissen an zwei verschiedenen 500ern auch bei normaler Drehzahl (2300rpm).

bebo1982 schrieb:

Aber wie gesagt ich habe sie nicht zu fest angedreht. Ich drehe die Schraube normal rein mit zwei Fingern am Schraubendreher und knalle sie keinesfalls fest!
Weil ich um die Problematik weiß nach fest kommt ab
Trotzdem sind mir schon 3 abgerissen an zwei verschiedenen 500ern auch bei normaler Drehzahl (2300rpm).

Wie schon vorher geschrieben:
Deine Problematik mit abreissenden Schrauben wird nicht an der M2 Dimensionierung liegen. Wenn schon kein anderer Defekt vorliegen sollte, dann noch am ehersten am Material. Bei sehr hartem 3D, 2800 am Kopf und 12.9er Schrauben würde ich es nicht ausschließen dass die eventuell reißen, vielleicht mal wieder die guten 8.8er oder V2A Schrauben probieren?

Meinen 500er flieg ich mit 2200,2400 und 2500. Turns mit 1260°+, einrastenlassen des Hecks als würde es gegen eine Wand fahren, im Schwebezustand lasse ich ihn oft in Sekundenbruchteilen um 180° schnalzen, vierpunkt Pirouetten usw...
Mir ist noch keine Schraube weggeflogen. Sind die originalen Align aus dem Baukasten.
Ein Massenproblem ist es sicher auch nicht, dann würde man mehr darüber lesen und die Hersteller hätten gehandelt.
Alles deutet nunmal darauf hin dass bei dir ein anderes Problem vorliegt dass sich nur in einer abgerissenen Schraube äussert....

Wenn man sich das drehen an der Drehbank sparen will, einfach eine Heckrotornarbe vom Erix 500 nehmen, die haben eine Schraubengröße mehr als Blattlagerschrauben und passt auch auf die originalen Align oder HK Blatthalter. Nutze ich schon ne weile.

Liebe liste,
(sorry für das Wiederaufwärmen)
auch mir sind mittlerweile 4mal die Schrauben gebrochen. Verrückterweise erst, als ich auf fbl umgerüstet habe.
Ich habe so ziemlich alles getauscht von Lager bis komplettes Heck, ohne Erfolg.
Evtl. sind durch FBL die Vibrationen in ihrer Frequenz ungünstiger, keine Ahnung.
Leider gibt es die Etrix Nabe nur zusammen mit Blatthalter. Das günstigste set liegt bei immerhin 17 Euro (Amazon).

Da hätte ich noch eine blöde Frage: Wie testet man das FBL Zentralstück auf eine Unwucht (schwierig zu sehen, da nicht rund) (dies ist die einzige Komponente, die nicht getauscht wurde)?

VIele Grüße
Thomas

ZITAT: Da hätte ich noch eine blöde Frage: Wie testet man das FBL Zentralstück auf eine Unwucht (schwierig zu sehen, da nicht rund) (dies ist die einzige Komponente, die nicht getauscht wurde)?
mit der geringstmöglichen fliegbaren drehzahl den Spurlauf testen.. schüttelt die mechanik hier, musst du nacharbeiten, auch beim spurfehler.
bedenke, je höher die drehzahl, um so schlechter wird es einen vernünftigen spurlauf herzustellen../ festzustellen.