stringdob

Hallo Miteinander

Diesen Thread habe ich geöffnet , damit Axel's Projekt nicht von allgemeinen Themen über "stringdobs" überladen wird .
Zuerst mal die Frage was wir unter einer String Konstruktion verstehen wollen . Reicht es aus wenn irgendwo Spannseile verwendet werden oder soll es noch weitere Kriterien geben ?
Ein Kriterium wäre , das X und Y Koordinaten überwiegend von den Seilen bestimmt werden .
Hierzu folgende Skizzen auf die ich mich beziehen werde .

Die Querstriche auf den Stangen bedeutet das Diese nur auf Druck beansprucht werden solange die X,Y Kräfte die Vorspannung nicht übersteigen . Diese Stange sind einfach teilbar .
Für mich ist der Grundgedanke des String die Stange in Bild III durch eine möglichst konstante Kraft zu ersetzen . Dies kann man durch eine Feder mit kleiner Federrate annähern , weil sich dann bei den kleinen Y Auslenkungen die Vorspannkraft sehr wenig ändert .
Bei dieser Konstruktion wird die X,Y Koordinate von K fast ausschlieslich von den Seilen bestimmt .
Mein Vorschlag ist String beginnt bei Rc <= (Ra+Rb)/cos(alpha)

Viele Grüße Rainer

Hallo Axel hallo Mitleser

==>Axel

Quote

Ich würde mich freuen, wenn du die Links in meinen Posts berücksichtigst. Ich bin vor allem sehr gespannt ob Personen antworten, die konkrete (!) Erfahrungen haben und das Ganze nicht eine Platform für diejenigen wird, die ihr Stangen-Dobson Konzept verteidigen wollen. Das wäre wirklich schade.

Mit den Link's werde ich gleich anfangen , Du und selbstverständlich Jeder der weitere passende Link's beisteuert ist willkommen .

Wenn jemand meint , Vor oder Nachteile eines bestimmten Konzepts hervorheben zu müßen , ist mir das auch recht . Besonders wenn das so konstruktiv wie von Kai mit Rechenbeispielen geschieht find ich das ganz hervorragend .

Wenn hier Jemand von seinen Erfahrungen berichtet :
Bitte mit Daten zu Längen , Winkeln , Querschnitten , Material oder E-Modul . Das Ergebnis hängt (meine Erfahrung) überwiegend von der richtigen Umsetzung eines Konzepts ab .

Link's : http://leo-minor.de/index.php?lang=de&content=atm_10inch
http://leo-minor.de/index.php?content=atm_45inch
http://www.siderealtechnology.com/28inch
http://www.reinervogel.net/14_Zoll/14_Zoll.html
https://archive.org/details/ATMSIGMarch2013
https://projects.blue-it.org/p…-amateur-telescope-making

Viele Grüße Rainer

Hallo Miteinander

Auch wenn zum Teil eine Wiederholung aus Axel's Thread , werde ich hier aus den Federraten der Stangen oder Seile die Federrate für den Knotenpunkt K für X und Y Last angeben .

Y-Last (in Teleskopachse): R = dF/dL : Ra = Rb

I (Stangen)------------- Ryk = (Ra+Rb) * cos(alpha)

II (gespannte Stangen)---Ryk = (Ra+Rb) * cos(alpha) + Rc
III (abgespannte Stange)-Ryk = siehe II
IV praktischer String----Ryk = siehe II

V idealer String---------Ryk = siehe I
--------------------------------------------------
X Last (seitlich zur Teleskopachse)

I (Stangen)--------------Rxk = (Ra+Rb) *(sin(alpha))^2

II (gespannte Stangen)---Rxk = siehe I
III (abgespannte Stange)-Rxk = siehe I
IV (praktischer String)--Rxk = siehe I
V (idealer String)-------Rxk = siehe I

Da alpha so um 10° liegt , ist (sin(alpha))^2 wesentlich kleiner wie cos(alpha) und damit ist Rxk der maßgebliche Wert .

<b>Der Winkel alpha soll so groß wie möglich sein da er näherungsweise quadratisch rechnet .

Bei gleichen Längen und Winkeln gilt : Querschnitt ist nur durch E-Modul zu ersetzen</b>

Das positive ist , das zunächst kein Konzept (außer V) ausgeschlossen werden muß .
An das Seil werden bei den Konzept III und IV die gleichen hohen Anforderungen an die Steifigkeit gestellt wie bei Stangen .

Viele Grüße Rainer

Hallo Miteinander

Kalle===&gt;

Quote

verdrillen kostet "Festigkeit" und ändert die Federkonstante zum Weichen hin. Darüber hinaus besteht die Gefahr des "Entwickelns", wenn das Seil drehbar befestigt ist (z.B. lose in einem Auge verknotet ermöglicht immer ein paar Grad Drehung).

Bei einem Bogensehnengarn liegen die Fasern (geschätzt) 5° zur Zugrichtung .
Die Komponente in Zugrichtung = cos(5°) = 0,996 also ca. 1
Mit zusätzlicher (vermeidbarer) Verdrillung geschätzt 8°
cos(8°) = 0,99 . Was den Verlust an Zugfestigkeit angeht ebenfalls zu vernachlässigen .
Die Gefahr des Entwickelns ist einfach zu vermeiden . Außerdem , bei einer geraden Anzahl von Garnen existiert sie nicht , da sich die Drehrichtungen der Garne gegenseitig aufheben .
Bleibt leider noch der Verlust an Steifigkeit (Federrate) .

Die Federrate von Christians Seilen :

Annahmen : Durchmesser Garn 0,4 mm (üblicher Wert): davon 8 Stück
...........Länge Seil 950 mm (geschätzt)
...........E-Modul Dynemafaser 100 000 N/mm^2
...........E-Modul Garn 50 000 N/mm^2 (geschätzt) wegen Verdrillung und Füllgrad reduzierter Wert

Mit Querschnittfläche A = ca. 1 mm^2 ; Länge L = 950 mm : E = 50 000 N/mm^2 ergibt sich die Federrate :

R = A * E / L = 53 N/mm

Zum Vergleich : Das idealisierte Seil von Kai hat eine Federrate von 77 N/mm , ist also sogar etwas steifer .
Das Christian mit so wenig Steifigkeit auskommt ist erstaunlich . Im Moment warte ich auf die E-Modul Werte von Garnen bzw. auf ein Muster um exactere Werte zu ermitteln .

Viele Grüße Rainer

Hallo Kai

Das messen ist kein Problem , ich muß nur erst mal Garn haben .
Ich habe auch die Möglichkeit eine große Drehbank mit Koordinatenmessystem und Federwaage zu nutzen .

Was die Knoten angeht , für einen steifen String wird man schätzungsweise 40 Garne brauchen . Dann wird der Einfluß von 2 Knoten nicht sehr groß .

Dann habe ich noch eine Frage an Dich als CFK Kenner .
Ein CFK Rundstab von 1 mm Durchmessesser sollte sich bei einer Dehnung von 1% auf einen Radius von 50 mm biegen lassen . Ist das realistisch ?

Viele Grüße Rainer

Hallo Christian

Dein Angebot mit dem Garn nehme ich gerne an . Dazu eine PN .

Bei der Rechnung habe ich die Länge zu groß geschätzt .
Außerdem habe ich nur mit 1 mm^2 Querschnitt gerechnet . Wenn Du 1,2 mm Durchmesser hast ergibt das zwar 1,12 mm°2 Querschnitt , allerdings sollte man noch einen "Füllfaktor" berücksichtigen .
Warten wir ab was die Messungen ergeben .

750 g für den kompletten Hut trotz Multiplex ! Das hätte ich nicht erwartet . Aber einen Grund muß es ja haben wenn Dir 8 Garne (knapp) ausreichen .

Viele Grüße Rainer

Hallo Miteinander

Von Kalle habe ich geflochtene Dyneema Angelsehne und monofile Angelsehne bekommen .
Von Christian Dyneema Bogensehnengarn "Fast Flight" , nur leicht verdrillt .

Querschnitt , Reißfestigkeit / max. Zugspannung

Das geflochtene bzw.verdrillte Dyneema Garn habe ich zum Bestimmen des Querschnitts im Messbügel leicht zusammengedrückt und so die Breite gemessen .

I.) monofile Angelsehne 0,4 mm Durchmesser
Fläche A = 0,126 mm^2
Die Reißfestigkeit beträgt ca. 50 N
Die max. Zugspannung somit 397 N/mm^2

Bei den Dyneema Garnen gab es erhebliche Unterschiede ob das Reißen langsam oder schnell erfolgte . Mit der Hand konnte ich beide Garne 160 N bis 180 N ziehen , langsam mit Pausen in der Drehbank nur 100 N bis 120 N bis zum Reißen .

II.) geflochtene Dyneema Angelsehne
Fläche A = 0,26 mm^2 : mit Füllgrad 0,85 A = 0,221 mm^2
Die Reißfestigkeit beträgt ca.110 N
Die max. Zugspannung somit 498 N/mm^2

III.) Dyneema Bogensehnengarn
Fläche A = 0,3 mm^2 : mit Füllgrad 0,85 A = 0,255 mm^2
Die Reißfestigkeit beträgt ca. 110 N
Die max. Zugspannung somit 431 N/mm^2

Beide Dyneemagarne verhalten sich nicht (annähernd) nach dem Hookschen Gesetz .
Die Dehnung ist zeitabhängig und Spannungsabhängig .

Die Zeitabhängigkeit zeigt sich folgendermaßen : Beispiel Bogensehnengarn einfach :
Um die Spannkraft von 20 N auf 50 N zu steigern brauche ich 2,5 mm Weg .
Warte ich nun 2 min hat sich die Spannkraft auf ca. 45 N reduziert und ich muß auf 2,8 mm spannen um wieder 50 N zu erreichen .
Reduziere ich die Kraft auf 20 N und warte 2 min . hat sich die Kraft auf 22 N erhöht und ich muß weiter entspannen . Das Garn reckt sich langsam und zieht sich auch wieder langsam zusammen . Auch Vorrecken bis 72% Bruchlast und warten vermag den Effekt nicht vollständig zu beseitigen .
Nach vielen Messungen habe ich für Messintervale von ca. 30 sek. für ein Bogensehnengarn eine Federrate gemittelt :
R = 15224 N/Länge
E-Modul E = 59 702 N/mm^2

Spannungsabhängigkeit :

Mit 6 Bogensehnengarnen habe ich Messungen bei unterschiedlichen Spannungen (pro Garn) gemacht .
6,70 N auf 16,7 N war 0,538 mm Weg : R = 15873 N/Länge
16,7 N auf 26,7 N war 0,725 mm Weg : R = 11387 N/Länge
26,7 N auf 36,7 N war 0,935 mm Weg : R = 9134 N/Länge

Federrate und E-Modul Dyneema Angelsehne :
R = 11 970 N/Länge
E = 54 182 N/mm^2

Federrate und E-Modul monovile Angelsehne :
R = 1143 N/Länge
E = 9075 N/mm^2

Ergebnis Dyneema :
Durch das "Kriechen ist Dyneema alles andere wie ideal .
Man sollte die Anzahl der Garne so wählen das nur geringe Spannungen auftreten . Dann kann man mit einen E-Modul von 50 N/mm^2 rechnen .
Der Unterschied zwischen Dyneema Angelsehne und Bogengarn ist gering .

Viele Grüße Rainer

Hallo Miteinander

Eine Alternative für Dyneema oder andere moderne Fasern :

Für die Verstagung von Yacht Masten wird üblicherweise Edelstahldraht mit 19 Einzeldrähten (Bezeichnung 1x19) verwendet .
Eine Vorspannung von 10% der Bruchlast ergibt typischerweise eine Dehnung von 0,1% .
Die max. Zugspannung beträgt für den Draht typischerweise 1570 N/mm^2 .
Dies ergibt ein E-Modul von 156 000 N/mm^2 , oder ca. 74% eines Vollstabes .

Mit diesen Werten das Beispiel von Kai :

In 1 m Höhe greift eine seitliche Kraft von 10 N an , der Winkel der Seile beträgt 10° .
Dann entfällt auf jedes Seil eine Änderung der Kraft von 28,8 N .
Zwei Seile ersetzen eine Stange , und sollen deshalb ungefähr das gleiche Gewicht haben .
Ein Alurohr 20x1x1015 mm wiegt 158 g .
Zwei Seile D = 4 mm , L = 1015 wiegen 166 g (Wert aus Draht-Tabelle) .
Die Bruchlast des Drahtes beträgt 19729 N .
Die Dehnung ergibt sich damit :
Delta = 28,8 N * 0,001 * 1015 mm/(7972,9 N * sin 10°)= 0,085 mm .
Mit 3 mm Draht bekommt man 0,151 mm Auslenkung .
Bei zwei Rohren betrtägt die Auslenkung 0,040 mm .

Wenn die Rohrkonstruktion mehr als ausreichen steif war , ist die Wantendrahtlösung gut brauchbar .

Das Anfertigen und verpressen von Gewindeterminals aus Alu ist einfach möglich und bringt wenig zusätzliches Gewicht . Die 2800 kg Bruchlast des Drahtes werden ja nicht benötigt .

Viele Grüße Rainer

Hallo Miteinander

Inzwischen habe ich 3mm Edelstahl Wantendrahr 1x19 (19 Einzeldrähte) und geflochtene 1,8mm Dyneemaschnur vermessen . Dabei habe ich die Spannkraft von 100N bis 250N variert . Diese Werte erscheinen mir praxisgerecht . Für das Stahlseil ist diese Spannung wahrscheinlich noch zu gering . Solange die Einzeldrähte noch nicht richtig zusammengepresst sind ist das Seil elastischer wie nötig .

Um die Längendehnung einfach ausrechnen zu können , benutze ich zwei Werte in vereinfachter Form :
Die Querschnittsfläche A wird durch die Querschnittsfläche As ersetzt die sich nur aus den äußeren Abmessungen ergibt , unabhängig davon wie hoch der Füllgrad des Drahts ist .
Das materialabhängige Elastizitätsmodul E wird durch das Material , Verdrillung , und Füllgrad abhängige Elastizitätsmodul Es ersetzt .
Dieses wird experimentel ermittelt , und gilt daher nur für Strings gleicher Bauart und Material .

Die Dehnung bei Stringlänge L durch die Kraft F ergibt sich :

Dehnung = L * F / (As * Es)

Für Edelstahldraht 1x!9 habe ich ein Es von 71 200 N/mm^2 ermittelt
Stahl hat E = 210 000 N/mm^2

Für geflochtene Dyneemaschnur : Es = 39 400 N/mm^2
Dyneema hat ca. E = 100 000 N/mm^2

Anschlüsse für Draht : 8 mm Alu Rund wird innen 3mm aufgebohrt .

Statt Drehbank habe ich das zentrisch angekörnte Alu ins Bohrfutter gespannt und den Bohrer senkrecht in einen Maschinenschraubstock .

Das Werkzeug zum Verpressen ist einfach aus zwei Stahlstücken zu fertigen . Man spannt beide Stücke zusammen , körnt die Trennfuge an und bohrt für 8mm Rundalu ca. 6 mm . Ansenken , Kanten anfasen , im Schraubstock zusammenpressen und fertig ist die Pressung mit einfachen Mitteln .

Viele Grüße Rainer