Käfigkonstruktion

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    • Käfigkonstruktion

      Heute geht es um die Konstruktion des Käfigs:

      Zuerst einmal die

      Bestimmungen des Regelwerks


      Die Bestimmungen richten sich nach Anhang J Artikel 253.8 bis inkl. 8.5 des ISG beim Käfigbau müssen wir uns an diese Bestimmungen halten, um in der Gruppe CTC starten zu können.


      Material


      DMSB Handbuch Automobilsport 2015 schrieb:

      Die Überrollvorrichtung muss mindestens wie folgt beschaffen
      sein:
      Es sind ausschließlich Konstruktionen aus Stahl (kein Aluminium)
      zulässig.
      Spezifikation für die zu verwendenden Rohre:

      Nahtlos kaltgezogener
      unlegierter Kohlenstoffstahl
      (mit max. 0,30 % C-Gehalt)
      350 N/mm2 Mindestzugfestigkeit
      Maße: 38 x 2,5 oder 40 x 2
      Für die CTC wäre also ein Käfig mit einer einheitlichen Rohrstärke (38er oder 40er Rohr ausreichend. Dennoch haben wir entschieden, für die beiden Hauptbügel 45er und alle Querverbindungen 40er Rohr zu verwenden. Was den allgemeinen Bestimmungen des Anhangs J entspricht und somit für alle Klassen gültig ist.

      Verstärkungsplatten



      DMSB Handbuch Automobilsport 2015 schrieb:

      Bei allen Eigenbaukonstruktionen gemäß Art. 253.8 –8.3,
      Anhang J – unabhangig davon, ob die Überrollvorrichtung
      dem Anhang J 1993, 2002 oder dem aktuellen Anhang
      J entspricht – müssen die Befestigungspunkte der
      Überrollvorrichtung an der Karosserie mit einer 3 mm
      dicken Stahlplatte, die eine Mindestfläche von 120 cm2
      haben muss, verstärkt werden.

      Zusätzlich müssen die Platten mit mind. 3 Schrauben M8 in beliebiger Anordnung mit der Karosserie verschraubt werden. Ein zusätzliches verschweißen ist zulässig, die Naht sollte jedoch unterbrochen und nicht durchgängig sein.


      Mindestvoraussetzungen



      Folgende Streben sind zwingend vorgeschrieben:

      - Doppelter Flankenschutz:
      mindestens 2 Flankenschutzstreben pro Seite, wenn gekreuzt, dann 2 gegenüberliegende Knotenbleche

      - Diagonalstreben
      Siehe Bilder. Bei Veranstaltungen mit Beifahrer (was bei uns der Fall ist) muss der Schutz doppelt ausfallen (Kreuz)


      - Die oft so verhasste Stützstrebe:


      DMSB Handbuch Automobilsport 2015 schrieb:

      Seit 01.01.2011 muss bei einem Eigenbaukafig der vordere
      Bügel auf beiden Seiten mit einer Stützstrebe (Zeichnung
      5) versehen sein, wenn das Mas A größer als 200
      mm ist. Alternativ zu Stützstreben gemäß Zeichnung 5
      können verkürzte Streben gemäß Artikel 1.8.3.b oder bei
      räumlichen Problemen ggf. Sonderkonstruktionen gemäß
      Artikel 1.8.3.c (siehe DMSB-Handbuch, blauer Teil)
      zur Anwendung kommen.

      Grundkonstruktionen


      Folgende Grundstrukturen sind möglich, wir haben uns für die rot eingekreiste Variante entschieden, da dies auch die geläufigste Form darstellt.



      Zusätzliche Streben


      bisher war ja alles vorgeschrieben, jetzt kann die Diskussion beginnen. Folgende zusätzliche Streben sind möglich. es gilt diese so sinnvoll wie möglich zu kombinieren, sodass maximale Steifigkeit erzielt wird. Ich habe mal die rot eingekreist, die ich favorisiere. Wenn ihr aus Belastungstechnischen Gründen andere wählen würdet, dann könnt ihr dies gerne argumentieren ;)





      Erste Entwürfe von mir


      Meine Vorstellung gesamt würde also so aussehen:


      Etwas verwirrend ich weis :D Man munkelt, dass das Kreuz im Dach vielleicht bald Vorschrift werden könnte... Was auf der Abbildung noch fehlt, sind die zwingend vorgeschriebenen Stützstreben am Vorderen Bügel.

      Bedenken





      Angenommen die Kraft wirkt direkt mittig (eingezeichneter bauer Pfeil) ist diese Konstruktion etwas anfällig, weshalb ich mir auch noch diese Strebe hier gut vorstellen könnte:



      Aber diese Strebe ist im Handbuch nicht aufgeführt und somit eigentlich nicht zulässig. In Verbindung mit dieser Strebe wäre für die Aufteilung der Kräfte ein V im Dach auch günstiger als ein Kreuz:




      Hinzu kommt, dass meine Konstruktion ziemlich viel Gewicht bedeutet.





      Probleme in der Praxis


      Wohin mit dem Hauptbügel?



      Ich bin mir noch unschlüssig, wo der Hauptbügel hin soll, so wie auf dem Bild oder doch lieber etwas nach hinten versetzt wie schwarz eingezeichnet? was meint ihr?







      Vielleicht fallen euch ja noch bessere Optionen ein? Hiermit eröffne ich erstmal die Diskussion, ich bin gespannt auf eure konstruktiven Vorschläge ;)
    • Und wenn du anstatt dem Kreuz hinten, eine gerade Strebe nimmst um die Kraft von oben abzufangen?
      Hinten die beiden Streben durch das Kreuz ersetzt, was mindestens genauso effektiv sein sollte. Insgesamt 2 Streben weniger.
      Vielleicht habe ich auch in meiner morgendlichen Müdigeit einfach noch etwas vergessen
      Bilder
      • Konstruktion_Neu.png

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      I ride because every line is different!
    • Hmm so wie auf deiner Abbildung wäre es nicht zulässig. Denn dann fehlen die zwingend vorgeschriebenen Diagonalstreben am Hauptbügel. Es würde gehen, wenn das Kreuz nicht unten sondern oben am Hauptbügel ansetzt. Dann fehlt aber wiederum eine Verbindung der beiden Füße Hauptbügel-->hinterer Dom :/


      Ich hab noch ein Bild gefunden, wo es so ist, wie ich mir das vorstelle:


      Allerdings fällt mir bei der Betrachtung auf, dass es bei einer mittig aufs Dach wirkenden Kraft doch keinen Unterschied macht, ob es so ist wie auf dem Bild oder ob ein Kreuz im Dach ist, weil ja die Dachstreben ziemlich exakt waagerecht zur Krafteinwirkung verlaufen. Die hintere Abstützung würde ja vollkommen ausreichen, um die Kraft auf die hinteren Dome abzuleiten.

      Eine Kombination von Dachkreuz und dem V von Mitte Hauptbügel auf die Dome scheint mir deshalb günstiger in Betracht der Gesamtsteifigkeit oder was meint ihr?
    • Ja stimmt, da hast du recht. Hatte ich nicht dran gedacht. X/
      Dann wäre am Dach das Kreuz, vom hinteren Bügel auf die Dome das V, und vom vorderen zum hinteren Bügel sollte auf jeder Seite eine einzelne Strebe ausreichen. Diese dann wie auf den Beispielen angebracht, oder wieso hast du das Kreuz ausgewählt?
      I ride because every line is different!
    • Naja ein Kreuz ist ja immer die stabilste Konstruktion im Hinblick auf Gesamtkräfte. Und wie gesagt, kann es durchaus sein, dass ein Kreuz im Dach mal Pflicht wird in Zukunft.

      Also ich Fasse nochmal kurz zusammen:




      So sieht die Gesamtplanung bisher aus, fällt jemand noch was ungünstiges auf? oder kann man das noch optimieren?
    • Ich kann das ganze Gestell auch mal im CAD zeichnen und dann sehe ich wo eventuelle Schwachstellen sind wenn ich Kräft darauf einwirken lasse.
      Bräuchte dann nur ein paar Maße von dem ganzen Gestell.
      Es würden die von den Hauptbügeln und den Verbindungen langen die Kreuze und Querstreben ergeben sich ja dann.
      I ride because every line is different!
    • @ArcHammer ja aber ein kreuz würde wieder nicht die Mitte des Hauptbügels verstärken...

      @Dustin_1991

      Eine CAD Simulation wäre natürlich richtig geil! Leider hab ich keine Maße im Kopf, und kann erst nächstes WE wieder nachmessen :/
    • Hallo Leute!

      Gibt mal wieder Updates zum Käfig siehe Anhang!

      Leider war es nötig, die ursprüngliche Variante etwas abzuändern, anstatt einem vorderen und einen hinteren Hauptbügel, gibt es jetzt nur einen Hauptbügel mit 2 Streben nach vorne.


      Auf diese Art konnten wir den Konturen des Fahrzeuges besser folgen.


      Ab nächste Woche belege ich einen Schweißkurs (2 Wochen Vollzeit), damit wir dann das Thema Käfig endlich abschließen können ;)


      Wenn ihr also noch Verbesserungs- bzw. Änderungsvorschläge habt, dann wird es jetzt langsam Zeit, diese zu äußern.
      Bilder
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    Inhaltsverzeichnis

    1. Bestimmungen des Regelwerks
      1. Material
      2. Verstärkungsplatten
      3. Mindestvoraussetzungen
      4. Grundkonstruktionen
      5. Zusätzliche Streben
    2. Erste Entwürfe von mir
      1. Bedenken
    3. Probleme in der Praxis
      1. Wohin mit dem Hauptbügel?