Nachdem mein Projekt jetzt feststeht, will ich es euch mal vorstellen. Es gibt noch keinerlei Bilder vom Bau, nur Konstruktionspläne und theoretische Überlegungen.

mein Projekt wird die Seilbremse sein.

Schon immer hat mich die herkömmliche Methode, einen Schirm auszuwerfen, gestört.
Bei Raketengewichten um 2 Kilo werden Seile mit einer Tragkraft von 200kg verwendet, um die kinetische Energie in Sekundenbruchteilen abzufangen - mit entspr. hohen Spitzen in der Belastung.
Gummibänder, oder mehrstufige Bergung, sowie kontrolliertes Ausbringen des Schirms sind gängige Verfahren, das Problem zu umgehen.

Meine Vorstellung geht einen anderen Weg.

ich wollte ein System, bei dem zu jedem Zeitpunkt, unabhängig von der Situation, die maximale Belastung von Seil und Zelle bekannt ist und einen vorher bestimmten Wert nicht überschreiten kann.
Dazu muss man die Gesamtenergie kennen, die beim Abbremsen einer bestimmten Masse bei einer bestimmten Geschwindigkeit bis zur Ruhe wirksam wird.

ich bin von einer Masse von 2 kg und einer Geschwindigkeit von 50 km/h ausgegangen um erst mal eine grobe Vorstellung zu bekommen, um welche Größenordnungen es sich da handelt. Grobe Berechnungen (danke Henni) ergaben ca 200 Joule.

Es gilt also, 200 J abzubauen. Um Belastungsspitzen zu eliminieren, kann das nur durch Verlängerung des Zeitfaktors geschehen.

Es ist also eine mechanische Apparatur nötig, die diese Energie in kleinen Schritten kontinuierlich abbaut.

Von Anfang an war klar, dass ich dies durch den Einsatz einer Seilrolle realisieren wollte, die bei einer bestimmten Belastung um jeweils einen Schritt eine bestimmte Menge Seil nachgibt und dabei mechanische Arbeit verrichtet und so die Energie schrittweise abbaut.

Zunächst hatte ich eine Art Federwerk geplant. Ein oder mehrere Druckfedern sollte in einer Laufbuchse mir Kolben von Exzenterscheiben die von der Seilrolle angetrieben werden, bei jeder Umdrehung der Seilrolle komprimiert und wieder entspannt werden.

In einem Handversuch hab ich eine solche Federeinheit aufgebaut und getestet. Die Berechnung ergab einen Energieabbau von 0,1J pro Kompression. Ich hatte 2 Federeinheiten vorgesehen, die pro Umdrehung der Seilrolle jeweils 4x komprimiert werden sollten.
Pro Umdrehung der Seilrolle wären 10 cm Seil abgewickelt, insgesamt 8 x die feder komprimiert und 1,6J Energie abgebaut worden. Nach 15 m Seil und ca. 1000 Kompressionsvorgängen wäre die Energie abgebaut und die dabei auftretende Belastung von Seil und Zelle hätte dabei 30 N nicht überschritten.

Es folgte der Bau eines kompletten Versuchsmusters. Erste praktische Tests erfolgten in Form eines 2kg schweren Kochtopfs, der vom 3.Stock durch das Treppenhaus in den Keller geworfen wurde. Dabei zeigte sich, dass die theoretischen Werte nicht stimmten. Nach dem Übergang von der Haftreibung zur Gleitreibung ist die abgebaute Energie pro Umdrehung deutlich geringer, zudem zeigte sich, dass die Federmechanik bei hohen Drehzahlen den Exzenterscheiben ncht mehr vollständig folgen konnte und damit die Effizienz deutlich geringer war als erwartet. Prinzipiell hat es aber funktioniert.

Die Exzenterscheiben waren so geformt, dass pro Umdrehung 4 Kompressionsvorgänge erfolgten. Um die Drehzahlfestigkeit zu verbessern, hätte ich das auf einen Kompressionsvorgang verringern müssen. Dazu doppelt so starke Federn und die Zahl der Einheiten auf 4 erhöhen. Leider war das in einem 100er Rohr nicht mehr unter zu bringen und deshalb hab ich dieses Prinzip wieder verworfen.

Nachher gehts weiter...

Gruß,
Achim

Ich hab mich dann für die klassische Variante entschieden. Eine Friktiosbremse.
Das hat den Vorteil, dass die Reibungskräfte einstellbar sind und den Erfordernissen angepasst werden können. Allerdings auch den Nachteil, dass der reibungskoeffizient evtl. nicht konstant ist - das wird man sehen.

Hier also die letzte Konstruktionszeichnung. So soll es in die Fertigung gehen und passt grade mal in ein 100er Rohr.

Folgende Datei wurde angehängt:

Nachdem die Konstriktion so weit steht, geht es jetzt an die Herstellung der Einzelteile.
Als erstes kommt der Übertragungshebel dran.
Da er ziemlich hohe Kräfte übertragen muss, hab ich mich dafür entschieden, ihn aus einem Stück, also ohne Naht zu fertigen.

Als erstes wurde ein Urmodell aus Biresin hergestellt.

Folgende Datei wurde angehängt:

Davon wird dann eine einteilige Form erstellt.

Folgende Datei wurde angehängt:

Jetzt kommen Kohlefasern und Epoxy zum Einsatz. Alle Fasern in die gleiche Richtung. So wird maximale Steifigkeit in einer Richtung erreicht.

Folgende Datei wurde angehängt:

Die Form wird auf 70° erhitzt, damit das Harz schön flüssig wird. Dann jede Menge Fasern. Immer wieder stpsen und verdichten. Dennoch ist das Ergebnis alles andere als befriedigend. Fehlstellen und Bläschen in Mengen. Da müsste man evakuieren und anschliessend unter Überdruck setzen. Ist aber egal. Die Stabilität ist super.
Immer wieder begeisternd, welche Steifigkeit Kohlefasern bringen. Nach 6 Stunden Tempern ist das Teil ferig.
Jetzt fehlt nur noch die Bohrung für die Achse.

Folgende Datei wurde angehängt:

Die Seilrolle wird aus Biresin hergestellt. Eine Klorolle auf einer alten Platine dient als Form.

Folgende Datei wurde angehängt:

Der daraus entstandene Rohling wird auf Maß gedreht und das Loch für die Achse gebohrt

Folgende Datei wurde angehängt:

Die Bremsscheibe wird aus dem Vollen gedreht. 80mm Durchmesser und 5mm Dicke sollten reichen, um genügend frei werdende Energie aufzunehmen.

Folgende Datei wurde angehängt:

Die fertigen Teile. Die Seilspulenscheibe besteht aus Pertinax. Jetzt muss noch montiert werden.

Folgende Datei wurde angehängt: