{"id":332,"date":"2011-08-22T16:01:38","date_gmt":"2011-08-22T15:01:38","guid":{"rendered":"http:\/\/schueler.ws\/?p=332"},"modified":"2011-08-22T16:02:00","modified_gmt":"2011-08-22T15:02:00","slug":"schaden-am-antennenrotor-create-rc5-3-teil-1","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/schueler.ws\/en\/schaden-am-antennenrotor-create-rc5-3-teil-1\/","title":{"rendered":"(Deutsch) Schaden am Antennenrotor Create RC5-3 (Teil 1)"},"content":{"rendered":"

Sorry, this entry is only available in Deutsch<\/a>.<\/p>

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Alugittermast mit DLP11-Antenne bei DK0TUI<\/font><\/em> 
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Im Klub bei DK0TUI<\/a> haben wir eine DLP-11 Antenne<\/a> auf einem Alugittermast, welche von einem Create RC5-3 Rotor<\/a> gedreht wird. Der Rotor befindet sich im Mast und wird durch ein Oberlager entlastet. Vor einigen Wochen haben wir festgestellt, dass sich mehrere Positionen erst sehr hakelig, dann gar nicht mehr \u00fcberdrehen lassen und zudem die Richtungsanzeige der Antenne nicht mehr stimmt.<\/p>\n

Schadensbild<\/h3>\n

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Ge\u00f6ffneter Rotor mit dem Schaden<\/font><\/em> 
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\nEine erste Analyse ergab, dass sich die Antenne per Hand gut drehen l\u00e4sst, wenn sie vom Rotor gel\u00f6st ist. Der Rotor hingegen macht auch ohne Antenne seltsame Ger\u00e4usche. Also haben wir die Backen zusammengekniffen und den Rotor ausgebaut, was ohne die Antenne mit Kran oder Hebeb\u00fchne zu entfernen schon nicht soo einfach ist.<\/p>\n

Nach \u00d6ffnen des Rotors war die Sache klar: An einem gro\u00dfen Zahnrad aus Aluminiumguss fehlten zwei Z\u00e4hne. Die Z\u00e4hne lagen im Geh\u00e4use.<\/p>\n

Der Rotor war jedenfalls schon einige Jahre auf dem Mast. Abgesehen vom besch\u00e4digten Zahnrad sieht er innen noch wie neu aus. Super. Wann der Bruch eingetreten ist, kann man nicht so genau sagen, da die Station nicht so h\u00e4ufig benutzt wird und einige Nutzer das Drehger\u00e4t auch kaum benutzen bzw. nicht so aufmerksam sind. Ich gehe in erster N\u00e4herung davon aus, dass der Schaden bei einem der Herbst- oder Winterst\u00fcrme eingetreten ist.<\/p>\n

Absch\u00e4tzung der normalen Rotorbelastung<\/h3>\n

Hier muss man einf\u00fcgen, dass der Create RC5-3 trotz seines vergleichsweise stolzen Preises von ca. 760,- EUR nur f\u00fcr UKW-Antennen und kleine KW-Beams spezifiziert ist. Die DLP-11 ist nicht wirklich klein, hat aber durch den Drahtaufbau vergleichsweise wenig Windlast. Leider kann man die technischen Daten eines Rotors und einer Antenne nur begrenzt abgleichen. Der Rotor hat ein maximales Bremsmoment von 785 Nm, die Antenne eine Windlast von 300 N bei 120km\/h. Nur wie verteilt sich die Windlast auf das Drehmoment? Und f\u00e4llt die DLP-11 hier nun unter die Kategorie Minibeam oder ist sie definitiv zu gro\u00df f\u00fcr den Rotor?<\/p>\n

Also versuchen wir uns mal in einer Absch\u00e4tzung des maximal auftretenden Drehmoments. Die Windlast selbst sagt hier recht wenig, man muss absch\u00e4tzen, wie die Windlast zu einem Drehmoment f\u00fchren kann. Das ist der Fall, wenn die Antenne dem Wind die maximale unsymetrische Angriffsfl\u00e4che bietet (sofern der Wind nicht durch Geb\u00e4ude o.\u00e4. sehr ungleichm\u00e4\u00dfig wird). Der DLP-11 ist drachenf\u00f6rmig und deshalb unsymetrisch gegen\u00fcber dem Drehpunkt. Die maximale unsymmetrische Angriffsfl\u00e4che d\u00fcrfte daher bestehen, wenn die Antenne quer zum Wind steht. Hier haben wir es dann mit zwei Schenkeln zu tun, einen kurzen, ca. 2m langen und einen l\u00e4ngeren von ungef\u00e4hr 4m. \u00dcberschlagsm\u00e4\u00dfig verteilen sich dann die 330N zu 110N auf den kurzen und zu 220N auf den langen Schenkel. Wenn man davon ausgeht, dass die Windlast gleichm\u00e4\u00dfig verteilt ist (in Realit\u00e4t ist sie sicher im Zentrum gr\u00f6\u00dfer als am Rand, also f\u00fcr uns g\u00fcnstiger verteilt, aber wir sch\u00e4tzen hier ja den Worst-Case Fall), f\u00fchrt das dann zu einem Drehmoment von 55Nm auf der kurzen und 440Nm auf der langen Seite. Zusammen also zu ca. 400Nm bei den angegebenen 120 km\/h. Selbst bei einer Windb\u00f6e von 180km\/h w\u00e4re also das maximale Bremsmoment noch nicht \u00fcberschritten. Im Winter kann sich allerdings die Windlast durch eine Vereisung der Antenne betr\u00e4chtlich erh\u00f6hen. Allerdings ist die Antenne weder sehr hoch noch an einem windm\u00e4\u00dfig exponiertem Platz aufgebaut. Ich fahre jeden Tag daran vorbei und habe jedenfalls bisher noch keinen extensiven Eisbelag ausmachen k\u00f6nnen. Dennoch hat man hier eine gro\u00dfe Unsicherheit.<\/p>\n

Kurz, der Rotor ist zwar nicht mega \u00fcberdimensioniert, aber man ist mit der Antennenanlage doch irgendwie in der Spezifikation. Deshalb verdient die Analyse des Schadens etwas Aufmerksamkeit.<\/p>\n

Schadensursache<\/h3>\n

Um dieses Artikel nicht unermesslich gro\u00df zu machen, habe ich die Bruchanalyse in einem extra Artikel ausgelagert. Deshalb hier nur kurz: Einen Bruch wegen bereits vorher vorhandenem produktionsbedingtem Materialschaden kann man eigentlich ausschlie\u00dfen. Eindeutige Anzeichen f\u00fcr einen Schwingungsbruch (Bruch durch dauerhaften Lastwechsel und Erm\u00fcdung des Materials) habe ich auch nicht gefunden. Am ehsten ist wahrscheinlich, dass die Z\u00e4hne durch mindestens jeweils einen starken Sto\u00df angebrochen und dann duch weitere St\u00f6\u00dfe ganz abgefallen sind. <\/p>\n

Das wahrscheinlichste Szenario ist also doch Bruch bei einem starken Wintersturm gewesen. Wie oben erw\u00e4hnt, muss eigentlich zum b\u00f6igen Sturm noch ein durch Eis- oder Schneebesatz vergr\u00f6\u00dferter Windwiderstand bestanden haben.<\/p>\n

Hier ist weiterhin eine kontruktive Besonderheit des Create-Rotors erw\u00e4hnenswert: Der Rotor hat ein Schneckengetriebe, das selbsthemmend ist. Durch das Drehmoment an der Antenne kann das Getriebe nicht verdreht werden. Was eigentlich eine ganz angenehme Eigenschaft ist, ist anscheinend f\u00fcr die Bruchsicherheit insofern kontraproduktiv, als das der Rotor bei starken St\u00f6\u00dfen nicht nachgeben kann. Er steht eben wirklich rattelfest, statt sich etwas zu verdrehen und damit zum einen die Spitzenenergie eines Sto\u00dfes abzufangen und zum anderen sich etwas aus dem Wind zu drehen und damit nachfolgenden Windb\u00f6en etwas die Angriffsfl\u00e4che zu nehmen. Die Energie muss irgendwohin und wenn das Getriebe blockiert, muss das Getriebe die ganze Energie aufnehmen. Aus diesem Gesichtspunkt muss ein Schneckengetriebe also deutlich stabiler aufgebaut sein als ein “gebremstes”.<\/p>\n

Fazit<\/h3>\n