Böser Carbon-Mythos jetzt tot?!

Hi,

man kann ja bei meinem Beispiel mit dem 300/1200 Tubus noch ein wenig weiter denken.

Da passt ein 10" Spigel rein. Original GSO (dünnes Stahlblech) würde der Tubus vielleicht 6kg wiegen, allerdings ist der nicht gerade sehr steif, Verwindungen am OAZ sind bekannt als mögliches Problem.

Also HP Tubus- 14kg- zuzüglich Spiegelzelle und Spiegel kommt man wohl gut auf 20kg. Schon zuviel für eine EQ-6. Montierungen mit Tragkraft um 30kg sind einige bekannt- kosten so um 3000€ aufwärts.

Der CFK Tubus aus dem Beispiel wiegt aber knapp 10kg weniger- damit wird eine EQ-6 wohl für den 10"er noch gut reichen.

Rechne ich nun mit den Mehrkosten für die stärkere Montierung, dann hab ich den CFK Tubus bezahlt und hab immer noch eine Menge Geld über. Und ich muss 10kg weniger auf die Montierung raufheben, da sagt mein Rücken auch Danke dazu.

Soviel zu dem Beitrag von watkin- von wegen mit was man so auf Spatzen schießen kann.

Gruß
Stefan

Hallo Freunde leichter Teleskope,

ich meine, hier werden Äpfel mit Birnen verglichen.
Ein ES APO 127 f/7.5 ist natürlich ein feines Teleskop, aber mit echtem Leichtbau hat das überhaupt nichts zu tun.

Wer das Potential von Carbon erleben möchte, der sollte den Dobson-Hut von Uwe Glahn's 27" in die Hand nehmen. Ich konnte es kaum glauben! *Das* ist Leichtbau! Das Ganze Teleskop, der Rest ist Alu, Plastik und Carbonstangen, wiegt ca 49 kg.
Nach den Skalierungsformeln wird oft ein Exponent von 2.4 bis 2.6, manchmal auch 3.0 zugrunde gelegt. Das bedeudet für 127mm Öffnung ein Gesamtgewicht von 600 - 840 Gramm! Oder auch nur 305 Gramm bei letzerem Exponent. Inclusive Optik.

Der ES 127 wiegt mit 6.2kg das 10-fache.
Nur mal so, um die Grössenordnungen richtig einzuschätzen[;)]

cs Kai

Hallo Tassilo,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"> Tassilo:
Bei den Kanonen/Spatzen hast Du bei einem 80-mm Röhrchen sicher recht.
Bei einem größeren Durchmesser sieht das ganz anders aus, siehe das Gewichtsbeispiel
beim 300mm Tubus. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
worüber reden wir denn jetzt: Deine Fragestellung steht hier unter „Technikforum Refraktoren“,
und nun redest Du über D=300mm!

Aber rechnen wir doch einfach mal: Als Beispiel hier mal ein dünnwandiger Hohlzylinder mit
Innendurchmesser 100mm in CFK mit s=2,5mm:

I-Rohr-52,5-50 = 1.057.864 mm^4

E-Al = 70.000 N/mm^2
E-CFK = 150.000 N/mm^2
(Gibt´s zwar durchaus mit höheren E-Modulen, ist dann aber speziell für den besonderen Einsatzfall
hergestellt)

E-Modulverhältnis: E-CFK / E-AL = 2,14 *

Bei jeweils gleicher Steifigkeit (also E * I = const)* muß I-Alu dann um Faktor 2,14 größer sein,
also zu ca. 2.263.829 mm^4. Und das geht (grob) schon z.B. mit einem
- Alu-Rohr mit R=55 und r=50, also mit doppelter Wandstärke.
- dünnwandigeren Alu-Rohr mit R=63 und r=60.

Gut, das wirkt sich natürlich auf die Masse aus: Für einen 100mm-Refraktor mit ca. 700mm
Tubuslänge ergäbe sich - wieder grob gerechnet – eine jeweilige Tubusmasse zu

m CFK 52,5-50 = 1,01 Kg
m Al 55-50 = 3,2 Kg und wenn man die Physik dahinter kennt:
m Al 63-60 = 2,3 Kg

CFK haut mich hier persönlich nicht um. Einige hundert Euro Aufpreis für den CFK-Tubus schon eher.
Das am Tubus gesparte Geld würde ich persönlich lieber in die Optik stecken.
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"> Tassilo
Mit Werkstoffen mit hohem spezifischen E-Modul lassen sich bei gleicher oder höherer
Steifigkeit Werkstücke kompakter und leichter realisieren. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Ja, das haben wir auch hier gerechnet. Aber die Entscheidung fiele mir im obigen Fall nicht schwer.
Ich gehöre also in diesem Fall nicht zu den besagten „95% aller Fälle“. Das ist nicht schlimm.
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Tassilo
Ob es einem das Wert ist, muß jeder selber entscheiden. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Volle Zustimmung Tassilo, genau darum geht´s: Es ist - in den Größenordnungen eines Refraktors
gedacht – eher eine Geschmackssache, als eine Notwendigkeit.

Gruß
Heiko

Edit: * Formel ergänzt, Buchstaben korrigiert

Hallo Tassilo!

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: MeadeEurope</i>
<br />
das mit der Feinstaubmaske ist natürlich richtig, aber kein Nachteil, ebenso wie die Schutzbrille (außer bei den derzeitigen Temperaturen - schwitz). Daß man ein Werkstück entgratet, ist ebenfalls kleines 1x1.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Das war auch nur als Hinweis für die praktische Verarbeitung gedacht,
da man sonst dabei ggf. eine unangenehme Überraschung erleben kann.

Bei der Verarbeitung anderer Materialien ist Schleifstaub nicht
derart reizend für die Atemwege und auch die Kanten sind ohne
Abschleifen weniger gefährlich.

Hallo Tassilo,

klar, je größer die Abmessungen des Tubus werden, umso stärker wird natürlich der Unterschied der Werkstoffe. Ich schicke Dir mal ´ne Rechentabelle zum Spielen. [:)]

Du hast Post.

Gruß
Heiko

Hallo zusammen,

ich habe mal ein paar Berechnungen ausgewertet. Man kann man in etwa sagen:
Für die gleiche Steifigkeit bei gleichem Innendurchmesser eines CFK Tubus (Beispiel s=2,5mm)
benötigt man für den Werkstoff Aluminium etwa die doppelte Wandstärke . Dabei
vervielfacht sich die Tubusmasse um etwa Faktor 3. Eine Tabelle liefere ich noch nach.

Wenn man im untersuchten Bereich den Innenradius (hier bis 100mm) eines Al-Tubus um nur
10mm bis 20mm – bei alter CFK Wandstärke - vergrößern kann, dann reduziert sich der Massefaktor
dadurch sehr drastisch: dies natürlich wieder bei gleicher Steifigkeit zum CFK!

Ab welchem Tubus die Teleskopmasse nun individuell kritisch wird, kann man dann selbst
entscheiden. Das hängt auch von der eingesetzten Montierung oder einer Transportoption ab.

Je größer das Teleskop, umso sinnvoller. Im normalen „Breitensport“ zwar exotisch, beim einem
großen Tubus langsam interessant. Die Frage ist nun: Wie groß ist der Preisunterschied?
Das vereinfacht dann die Entscheidung möglicherweise.

Oder man kann es als Hersteller vertreten, einen nur wenig im Durchmesser vergrößerten Al-Tubus
zu verwenden. Das sind typische Fragen eines Konstrukteurs mit Vertriebshintergrund.

Bei einem großem 7“ Refraktor mit Tubusinnendurchmesser von ca. 200mm und einer Tubuslänge
von 1.500mm sieht das dann so aus:
Masse Tubus CFK: 5,2 Kg
Masse Tubus Al: 15,1 Kg

Gruß
Heiko

Und hier noch die Tabelle:

Gruß
Heiko

PS: Uii, es ist eine Briefmarke geworden. Das Ding geht irgendwie nicht größer, versucht habe ich´s...

Hallo Heiko,

du arbeitest bei deiner Rechnung mit 2,5mm Vollmaterial bei CFK- das ist aber eher unsinnig. Erstens bringt das nicht unbedingt eine höhere Steifigkeit, dafür aber mehr Gewicht und treibt die Kosten nach oben.

Bei einem Sandwich 2,5mm- mit zwei dünnen CFK Schichten (zusammen unter 1mm Stärke) und dazwischenliegendes Füllmaterial wird die benötigte Menge von CFK deutlich reduziert, das Füllmaterial ist deutlich günstiger und die erzielbare Steifigkeit dürfte sogar noch höher sein. Auch weniger Harz wird benötigt, was eine weitere Einsparung an Gewicht bringt.

Von der Verarbeitung her ist nicht viel um. Bei einem Sandwichaufbau fällt sogar weniger Arbeitsaufwand an da das Füllmaterial als eine einzelne Lage verarbeitet wird.

Gruß
Stefan

Moin Stefan,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Stefan
Erstens bringt das nicht unbedingt eine höhere Steifigkeit, dafür aber mehr Gewicht und treibt die
Kosten nach oben. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

ja, genau das wollte ich auch rechnerisch zeigen! Bei Verwendung von CFK hat man ja mehr
konstruktiven Spielraum für einen intelligenten Tubusaufbau, als lediglich reines Vollmaterial zu
verwenden. Wir sprachen ja weiter oben schon kurz darüber. Die Effektivität kann man rechnerisch
vorab gut prüfen.

Im Einzelfall, gerade beim Selbstbau, würde ich vorher kalkulatorisch überschlagen, welcher Aufbau
sinnvoll ist. Da kann man auch durchaus Faktoren wie absolute Abmaße, Optik, Haptik oder Preis
einfließen lassen – je nachdem, was einem wichtig(er) ist. Im gewerblichen Bereich mögen die
Aspekte anders gewichtet sein.

Nun, zumindest soweit dürfte wohl Einigkeit herrschen: Man kann in Sachen Werkstoffwahl pro oder
contra Al oder CFK nicht einfach pauschalieren. Es gibt mehrere gewichtige Einflußfaktoren, die das
Ergebnis in der Summe beeinflussen. Einige Parameter der Statik haben wir kurz beleuchtet.

Bei gängigen Abmessungen, also meinetwegen bis zum knappen 5-Zöller mit f/7, und einem
einfachen Tubusaufbau bleibe ich gerne bei meiner persönlichen Meinung: eher Geschmackssache,
als Notwendigkeit. [8D]

Gruß
Heiko

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: MeadeEurope</i>
<br />
Carbon nicht böse sondern gut, aber teuer!?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Für meinen Bedarf: Carbon nicht böse sondern <s>gut, aber</s> teuer!?

Tassilo,

das Ergebnis dieses Threads ist das, was ich zu Beginn schon gesagt hatte. Bei Amateurgeräten ist Carbon einfach zu teuer, als das es Sinn machen würde. Carbon in diesem Marktsegment ist und bleibt in meinen Augen absolute Schaumschlägerei:

Was fürs Auge, ohne rationell erklärbare/vertretbare Vorteile.

Viele Grüße
Michael

Hallo Leuts!
Bei meinem Gitterrohr tun es leichte Alu-Röhrchen noch allemal.

Hi Michael,
Hi watkin,

Nicht richtig hingeschaut oder die rosa Brille dabei aufgehabt?

Die Berechnung von Heiko zeigt doch sehr eindeutig den Sachverhalt. Bei einem 100mm CFK Tubus mit Wandstärke 1,5mm musst du einen Alutubus schon mit 3mm Wandstärke auslegen um die gleiche Steifigkeit zu erreichen.

Der Tubus in CFK wiegt dann 5,17kg im Vergleich zu Alu 15,7kg- also rund 10kg gewonnen. Wird der Tubus in Alu mit Wandstärke 1,5mm ausgeführt ist der Gewichtsvorteil natürlich nicht so groß, aber die Steifigkeit liegt auch unter dem halben Wert von CFK.

Würde man den CFK nun noch in Sandwichbauweise machen, würde sich das Gewicht nochmals ca. auf die Hälfte reduzieren. Für einen 100mm Tubus läge damit das Gewicht bei unter 2,5kg.

Wobei Heiko ja mit 1500mm Länge gerechnet hat- für einen Refraktor mit 100mm Öffnung wäre die Länge ja entsprechen kürzer- man könnte also die genannten Gewichte auch einfach halbieren.

Nicht zu vergessen- die Taukappe. Die sitzt vorne drauf, bringt den Schwerpunkt damit weit nach vorne und hat zusätzlich einen deutlich größeren Durchmesser. An der Stelle lässt sich damit nochmals einsparen.

Gruß
Stefan

Hi stefan-h

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: stefan-h</i>
<br />
Nicht richtig hingeschaut oder die rosa Brille dabei aufgehabt?

<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Stimmt, ich kann nichts sehen [8D] ... zumindest keine Preisangabe.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: MeadeEurope</i>
<br />Hallo Johann,

"Carbon hat kaum Vorteile, wenn der Konstrukteur bei z. B. Hartpapier sein Gehirn benutzt. Die Vergleiche der E- Module sind aus dem Zusammenhang gerissen glattweg Unsinn, weil die "Steifigkeit" also das axiale Flächenträgheitsmoment des Bauteiles &gt;&gt; bei Rohren Ix = Iy = Pi/64*(D^4 - d^4) nicht einfach weggelassen und lediglich das E-Modul eines Werkstoffes diskutiert werden kann."
sorry, aber bei zwei Röhren gleichen Durchmessers ist bei gleicher Wandstärke das Flächeträgheitsmoment gleich. Damit reduziert sich das auf die Werkstoffeigenschaften. Von Unsinn kann also keine Rede sein.

Clear skies

Tassilo

<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hallo Tassilo,

du hast recht, allerdings hast du dabei vergessen, daß ein Konstrukteur der sein Gehirn benutzt eben seine Konstruktion den Werkstoffeigenschaften anpasst und eben gerade NICHT bei unterschiedlichen Materialien die gleichen Durchmesser und Wandstärken einsetzt [:D][:D][:D]

Die Kunst des konstruierens ist eben die sinnvolle Verwendung der zur Verfügung stehenden Materialien bei Optimierung des Preis - Leistungs - Verhältnisses und natürlich der Gewährleistung der vollen Funktionsfähigkeit des Produktes. Kunstruieren ist KEINESFALLS das Verwenden von Modematerialien, welche durch rühren der Wetrbetrommel zu überhöhten Investitionen führen, nur um das Zeugs auf den Markt zu bringen bei null Anwender-Vorteil !

Gruß
Johann

Hier:

http://www.leiber.com/ablage/m…f1fcfae98f26bcf11f039bb28

ein kleines Beispiel dafür, daß Alu nicht gleich Alu sein muß - ich werde Teleskopbaurelevante Werkstoffdaten hier hereinstellen, wenn vorliegend ...

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: MeadeEurope</i>
<br />Hallo Michael,

das das nicht immer teuer sein muß, zeigt ja das Beispiel mit unserem 127mm ED-APO, der jetzt ohne Aufpreis in Carbon kommt. Und 2kg weniger wiegt.

Clear skies

Tassilo
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hallo,

oder es bedeutet, daß die Nicht - CFK - Röhre viel zu teuer ist (war) ....

Johann

Hallo Michael,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Bei Amateurgeräten ist Carbon einfach zu teuer, als das es Sinn machen würde. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

eine sehr merkwürdige Ansicht.
Ein APO zb. ist dann wohl Deiner Meinung nach auch zu teuer als das er Sinn machen würde?

Leider scheint hier jeder beim Stichwort CFK an „Astronomische“ Preise zu denken.
Hier sollten wir endlich mal konkret werden.

http://www.klaushelmi.de/preisliste.html

Den m^2 CFK Tubus gibt es also ab 295Euro
Ein 300 /12000 Tubus hat nach dort gezeigter Rechnung 1,2m^2 und kostet somit 354Euro.

Das ist freilich nicht ganz billig aber wer für den Okularauszug so ne Summe hinblättert, kann das auch für den Tubus.
Was hat denn eigentlich der schöne Martini Gittertubus gekostet der hier gerade so stolz präsentiert wurde?
Denke nicht das der billiger war.

Was so ein CFK Tubus aushält wurde auch sehr anschaulich gezeigt.

http://www.klaushelmi.de/images/home_1_00.png

Der oben gezeigte Gittertubus macht das sicher nicht mit und ein Alu-Tubus müsste da auch schon ne ordentliche Wand stärke und damit entsprechend Gewicht haben.

Ich hab den Eindruck hier sind einige sehr voreingenommen dem CFK gegenüber und nicht objektiv.
Wer CFK warum auch immer nicht mag kann ja gerne weiterhin was anderes nehmen und sich mit dem hohen Gewicht rumplagen wenns denn Spaß macht oder alternativ bei Leichtbau einen Wabbeltubus in kauf nehmen.

Man darf CFK nicht einfach unsachlich schlecht reden nur weil es nicht dem Persönliche Geschmack entspricht.

Grüße Gerd

Hallo
CFK ist sicher kein Modematerial, CFK hat deutliche Vorteile gegenüber ALU die für den Bau von Tuben relevant sind.
Geringes spezifisches Gewicht, geringe Wärmeleitung, höhere Steifigkeit und vorallem! geringere Wärmedehnung.
Ein vergleich zwischen 2 sonst identischen Refraktoren bringt folgende Vorteile und Nachteile.
Gewichtsersparnis, die Montierung muss weniger heben, man kann mehr zuladen, muss weniger schleppen.
Fokusstabilität, durch geringen Wärmelängenausdehnungskoeffizienten ( was ein Wort ) ist eine Fokusdrift bei Temperaturänderungen deutlich geringer.
Tubusseeing: durch die bessere Isolation ist der Wärmeausgleich innerhalb geringer, was aber zum auskühlen eine extra Belüftung notwendig machen kann.
Nachteil, höherer Preis, eventuell Zwangslüftung notwendig.
Bei gleichem Preis ( danke an Tassilo ) ist CFK das bessere Material.
Bei höherem Preis ist es ein Rechenexempel. Was spar ich eventuell an der Montierung, wie kritisch ist das Gewicht ( Flugreise?)

viele Grüße
Bernd

Hallo Leute,
mir zeigt gerade der Link von Johann_S weiter oben ganz gut ein Problem dieser Diskussion: Um sich daran sinnvoll zu beteiligen, muss man sich sachlich schon ziemlich detailliert auskennen.

Johann, die Tabelle der Firma Leiber enthält <u>keinen einzigen</u> Parameter, der für die Materialwahl beim Teleskoptubus entscheidend ist.
Die wichtigen Parameter, E-Modul, spezifisches Gewicht und thermische Längenänderung sind nicht erwähnt. Warum? Sie sind für all diese Werkstoffe praktisch gleich! Einfaches Alu und raumfahrttaugliche Materialien eignen sich für den Tubusbau praktisch gleich gut!

Was den Vergleich CFK zu Alu, Stahl und Hartpapier hinsichtlich technischer Eignung als Tubusmaterial angeht, sehe ich CFK bei materialgerechter Verarbeitung deutlich vorn.

Wenn jemand behauptet, CFK sei kein gutes Tubusmaterial für den Teleskopbau, hat er vermutlich selbst solche Tuben als Händler nicht im Programm, oder sich gerade als Kunde einen teuren Apochromaten mit Nicht-CFK Tubus gekauft.

Ob CFK in einem konkreten Einzelall Sinn macht, sollte natürlich jeder Käufer selbst prüfen und entscheiden.
Bei vorwiegend visueller Nutzung, insbesondere stationär, sind die Nachteile von Alu eher gering.
Neben rein technischen Aspekten, wie Transportmasse, Belastung der vorhandenen Montierung, Schwingungsneigung, Fokusstabilität bei Temperaturänderung und Tubusseeing spielen natürlich Preis und Prestige eine nicht unwesentliche Rolle.

Gruß,
Martin