Verstärkung Rockerboxboden mit Karbonplatte?

Hallo Norman,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: NormanG</i>
<br />finde bisher nur keine Spikes so richtig ... und ´ne Gewindestange will ich jetzt nicht in den Boden jagen, das sammelt den Dreck...
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

nach einem Zeltwochenende habe als Erdnägel für meinen Reisedob ein Stahlrohr in Stücke gesägt:

In den Rohrdurchmesser passen die Füße meines Bodendreiecks. Mit einem Gummihammer kann man die Rohrstücke wie Häringe in den Boden treiben (und an den Schnüren wieder problemlos herausziehen).

Viele Grüße
Norbert

Hi zusammen,

ich hab vorhin mal kurz einen kleine Testaufbau gemacht, zeigt sehr schön, was man mit CFK-Sandwichmaterial anfangen kann.

Freier Abstand zwischen den Auflagen 28cm, aufliegendes Gewicht sind zwei Blöcke aus Wolfram, wiegen zusammen schlappe 15kg.

Das Dandwich hat eine Dicke von 2,5mm, die Schichticke des CFK kann man schlecht messen, aber das füllende Rohacell messe ich mit ca. 2,2-2,3mm. 4mm Durchbiegung in der Mitte gemessen.

Bild von oben, die Schlitze dürften sich auch ein klein wenig negativ auswirken, ich hab die Platte halt so vorliegen.

Gleicher Aufbau mit CFK-Vollmaterial, Dicke der Platte 3,5mm, Durchbiegung hier nur ca.2mm. Dafür wiegt diese gesamt etwas kleinere Platte bereits deutlich mehr, das Stück Sandwich wiegt 440g, das Vollmaterial 530g.

Hier noch ein Ausschnitt- Sandwich Anschnitt. Man kann gut erkennen, die CFK-Lagen sind sehr dünn, das ist nur eine Lage Gewebe.

Gruß
Stefan

Hallo Stefan,

es wäre interessant, wenn du ein Stahlblech von gleicher Dicke hättest zum Vergleich. Dann würde man wahrscheinlich sehen, wie ungünstig das pfluderweiche Rohacell den e-modul von CFK umsetzen kann. Am besten wäre ein honeycomb Sandwich, weil da die Scherkräfte abgefangen werden. Man erreicht bei gleicher Dicke die Steifigkeitswerte von Stahl. So ein 5mm Sandwich als Aufklebung könnte reichen für Normanns Fernrohr.Leider gibt es keinen Kleinhandel für Fertigprodukte mit diesem Material und selber machen dürfte in die Hosen gehen.

2-4mm Durchbiegung sind viel zu viel, man darf den Hebel nicht vergessen, der wirkt zwischen dem Okular (wo man das Rohr berührt und dessen Schwerpunkt einerseits und dem Radius des Rockers andererseits. Da hat man schnell einmal das Verhältnis von 1:10. Deshalb hat Stathis recht, wenn er sagt, in 80% der Schaukelfälle liege es am Rocker.
Wenn Norman mit einem Rohacell-Sandwich zum Ankleben liebäugelt, würde ich nicht unter 1cm Dicke gehen. Ob man dann im Haushalt genügend Gewichte findet, um das fugenfrei ankleben zu können, wäre dann noch eine andere Frage.

Grüsse Emil

Hallo Emil,

gut, ich behaupte mal jetzt ganz frech: Eine Sandwichplatte mit gleichen Abmaßen wie die Rohacellplatte aber mit Balsastirnholz als Kernmaterial würde sich in der Durchbiegung kaum unterscheiden. Vielleicht hättest Du anstatt der 4 mm 3,98. Man darf die Druckkräfte des Sandwichmaterials nicht überbewerten. Sie sind ein winziger Bruchteil der horizontalen Druck- und Zugkräfte der Außenschichten. Und das Ganze verteilt sich über die Fläche wie Stefan richtig angemerkt hat.

Schönen Gruß

Elmar
(der schon allerlei Kernmaterialien durchprobiert hat)

Hallo Elmar,
aber dann könnte man ja als Sandwichmaterial irgendetwas nehmen, was leicht ist? Gummi [:)]

Grüsse Emil

Hallo Emil,

mit Stahlblech kann ich leider nicht dienen, aber ein 2,5mm Alu (kein Reinalu, ist eine relativ harte Legierung) hab ich noch gemessen und auch das dicke CFK Sandwich und dazu noch ein anders dickeres Sandwich, ist aber GFK, also Glasfaser.

Dazu auch noch die vorherigen "groben" Messungen mit dem Messschieber nochmals exakt gemessen- Liste anbei. Belastung war wieder 15kg mittig aufgelegt.

Aluminium 2,5mm - - - - 2,6mm Durchbiegung

CFK Vollmaterial 3,2mm - 3,0mm
CFK Sandwich 2,5mm - - - 4,1mm
CFK Sandwich 9,8mm - - - <font color="orange"><b>0,05mm</b></font id="orange">

GFK Sandwich 7,6mm - - - 0,45mm
Spanplatte 18mm - - - -- 0,3mm

<s>Ein Bild schiebe ich noch nach, Freischaltung fehlt noch.</s> Das dicke Sandwich, CFK-Lagen jeweils ca. 0,8mm und damit Füllmaterial 8,2mm.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">aber dann könnte man ja als Sandwichmaterial irgendetwas nehmen, was leicht ist? Gummi<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Wieso Gummi? Rohacell oder auch das bekannte Wabenmaterial ist leichter als Gummi. [:)]

Zu den Biegewerten noch eine Anmerkung- ich hab ja die Platten mittig belastet, Gewicht drückt senkrecht. Bei der unteren Platte einer Rockerbox liegt mittig keine Last auf, die verteilt sich ja auf die typisch 3 Auflagepunkte weiter außen. Und die senkrechten Seitenplatten der Box bringen dort wieder eine Versteifung ins Spiel.

Für das Problem von Norman würde die vorhandene Bodenplatte flächig verklebt mit einer weiteren vom Prinzip ja auch ein "halbes Sandwich" bilden.

Gruß
Stefan

Hallo Emil,

gewiss nicht! Ich habe ja nicht gesagt das das Kernmaterial keine Kräfte aufnehmen muss. Wie ich sagte sind diese Kräfte aber sehr klein wenn man sie den Zug und Druckkräften der Deckschichten gegenüberstellt. Z. B. ist meiner Erfahrung nach Styrodur als Kernmaterial ungeeignet weil zu weich. Ich habe aber mal zwei 5mm Carbon-Balsa-sandwichs hergestellt. eins mit Balsa-stirnholz das andere mit einem normalem Balsabrettchen (Längsfaser)als Kern. Beim anschließenden Biegetest konnte ich kein Unterschied feststellen.
Es ist doch So: Bevor da Schraubstockkräfte auf den Kern wirken Sind die Decklagen schon 100x vorher über den Jordan.
Es wurde hier auch erwähnt, das sich Carbon nicht dehnt. Das stimmt so leider auch nicht ganz. Die Dehnung ist aber sehr gering. Ein Extrembeispiel bietet der Bogensport. es gibt tatsächlich Bögen bzw. Wurfarme aus Carbon-sandwich. Das Kernmaterial ist hier meistens Holz. Die Faserrichtung ist aber bewusst längs gewählt und nicht quer. Würde man hier Stirnholz nehmen würde das ganze eventuell brechen aufgrund von Scherkräften innerhalb des sandwichs.

Gruß

Elmar

Hallo zusammen,
wenn Stefan für Aluminium eine Durchbiegung von 2,6mm misst, könnte man das für Stahl umrechnen. Vermutlich nochmals wesentlich weniger, zwischen 1-2mm. Gegenüber dem Sandwich mit 4mm Durchbiegung wesentlich besser. Warum erreicht man dann aber mit einem Sandwich nicht einen sogar besseren Wert als mit Stahl, wenn das Kernmaterial doch nicht so entscheidend ist?
Dass man mit normalem Balsa-Holz, welches wirklich schwammig ist, dasselbe erreicht wie mit Stirnholz, kann ich nicht mehr verstehen.

Letztlich ist die Durchbiegung doch ein rein geometrisches Problem:
Wir haben 2 parallele Strecken. Bei einer Durchbiegung ändert sich doch notwendigerweise deren Abstand, es sei denn, die eine Strecke dehnt sich im selben Mass wie sich die andere verkürzt. (man kann 2 Parallelen nur so in einen Kreis überführen)Das ist aber nicht der Fall. Also ist die vertikale Druckresistenz (Schraubstock) entscheidend, dass der Durchbiegungswert klein ausfällt.

Grüsse Emil

(

Hallo Emil, <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Warum erreicht man dann aber mit einem Sandwich nicht einen sogar besseren Wert als mit Stahl, wenn das Kernmaterial doch nicht so entscheidend ist?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Tja, weil in dem Fall die CFK-Lagen halt nur ca.<font color="orange">0,1-0,15mm</font id="orange"> dick sind. Die Schicht Rohacell dazwischen trägt ja eigendlich nicht, die Hauptkräfte werden doch von der Deckschicht aufgenommen- und die ist in dem Fall schlichtweg ein bisserz zu dünn.

Mit 2x0,8mm CFK und dazwischen 8,2mm Rohacell liegt die Durchbiegung ja bei nur 0,05mm- und vom Gewicht her ist die Platte noch immer sehr leicht. Gewicht bei der Größe 65x90cm liegt bei nur 2,8kg.

Gruß
Stefan

Hallo Stefan,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Tja, weil in dem Fall die CFK-Lagen halt nur ca.0,1-0,15mm dick sind.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Wenn du die Anzahl der belasteten Fäden verdoppelst, ändert sich nichts an der Steifigkeit, die einzelnen Fäden machen dann nur halben Job. Nur die Bruchfestigkeit erhöht sich dadurch. (Glaube ich zu meinen)

Aber es fehlt immer noch der Einwand zum geometrischen Argument:
Angenommen, der Abstand zwischen den beiden Deckschichten wäre gottgewollt immer derselbe. Wäre tabu. Der Körper könnte sich dann gar nicht verbiegen, wenn die Dehnung der Deckschichten zueinander nicht in einer ganz bestimmten Proportion zueinander verliefe. Was nicht der Fall ist. Also spielt die Festigkeit des Kernmaterials eine entscheidende Rolle.

Grüsse Emil

Hallo Emil, <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wenn du die Anzahl der belasteten Fäden verdoppelst, ändert sich nichts an der Steifigkeit, die einzelnen Fäden machen dann nur halben Job. Nur die Bruchfestigkeit erhöht sich dadurch. (Glaube ich zu meinen)
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Kann nicht so sein- dann müsste ja 1mm Vollmaterial ebenso biegesteif wie 3mm und 5mm dickes Vollmaterial sein. Und das ist definitiv nicht der Fall.

Doppelte oder x-fache Lage(n) oder auch einfach CFK-Gewebe in dickerer Ausführung erhöht natürlich auch die Steifigkeit des fertigen Laminats.

Beim Sandwich kommen zwei Punkte zusammen- einmal die Dicken der jeweiligen CFK-Lagen (wobei dickere Gewebe meist auch mehr Fäden oder Fandenbündel haben) und die Dicke der diese trennenden Zwischenlage.

Gruß
Stefan

Hallo Emil

Der bei Zug/Druck , Biegung relevante Materialwert ist das E Modul :
E Modul Stahl 210 000 N/mm^2 : Alu 70 000 N/mm^2

Das gleiche Stahlprofil wird 2,6 mm / 3 = 0,87 mm durchbiegen .

Beim Biegen stellt man sich eine neutrale Faser (Schicht) vor die bei einem symetrischen Profil in der Mitte verläuft . Die eine Hälfte des Profils wird zusammengedrückt , die andere Hälfte genausoviel gedehnt . Bei kleinen Biegebelastungen (wie beim Teleskop üblich) ändert sich der Abstand der Profilteilflächen zur neutralen Faser näherunsweise nicht .
Dies gilt auch für einen Sandwich . Die Aufgabe der Zwischenschicht ist es die Außenschichten näherungsweise auf constanten Abstand zu halten . Holz hat in Faserrichtung einen wesentlich höheren E Modul wie quer dazu .
Ob Balsa flach ausreicht hängt vom konkreten Fall ab .
Reicht es braucht man bei Balsa Stirnholz die Zwischenlage nur zum Teil auszufüllen .

Viele Grüße Rainer

Nachtrag :
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wenn du die Anzahl der belasteten Fäden verdoppelst, ändert sich nichts an der Steifigkeit, die einzelnen Fäden machen dann nur halben Job. Nur die Bruchfestigkeit erhöht sich dadurch. (Glaube ich zu meinen)
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Bei der doppelten Anzahl Fäden wird sich der Abstand zur neutralen Faser noch nicht viel ändern . Die Zwischenlage trägt nicht viel zur Steifigkeit bei . Das bedeutet das sich Steifigkeit und Festigkeit ungefähr verdoppeln .

Danke Rainer für diese 0.87mm. Ein wesentlicher Unterschied zum gleich dicken Rohacell-Sandwich mit seinen mehr als 4mm. In dieser Proportion ist es mir etwa vorgekommen beim Durchbiegevergleich eines Winkeleisens mit einem gleich dicken CFK-Sperrholzsandwich.
Mein Fehler ist wahrscheinlich, man erwartet zuviel von diesem Carbon. Man denkt an Stahl, die Wirklichkeit sieht dann aber anders aus.

Zum Nachtrag: Also es lohnt sich bei der Anzahl aufzulaminierender Schichten nicht zu sparen in Sachen Steifigkeit. Nicht gewusst, dachte das erhöhe nur unnötigerweise die Festigkeit das Gewicht und die Kosten.
Grüsse Emil

Hallo Emil, <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
Danke Rainer für diese 0.87mm. Ein wesentlicher Unterschied zum gleich dicken Rohacell-Sandwich mit seinen mehr als 4mm. In dieser Proportion ist es mir etwa vorgekommen beim Durchbiegevergleich eines Winkeleisens mit einem gleich dicken CFK-Sperrholzsandwich.
Mein Fehler ist wahrscheinlich, man erwartet zuviel von diesem Carbon. Man denkt an Stahl, die Wirklichkeit sieht dann aber anders aus. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Du betrachtest oder vergleichst immer noch 2,5mm dicken Stahl mit 2,5mm dickem Alu und den von mir im Versuch getesteten 2,5mm CFK-Sandwich. Daher nochmals der dezente Hinweis- bei dem Sandwich wirken überwiegend erst mal <font color="orange"><b> nur 0,2-0,3mm CFK</b></font id="orange">- willst du das wirklich mit 2,5mm Stahl gleichsetzend vergleichen?

Schau dir die Werte des dickeren Sandwich an- 2x 0,8mm CFK mit etwas mehr Abstand- <b>Durchbiegung = 0,05mm</b>. Vielleicht rechnet mal jemand die nötige Dicke für Stahl für diese "Durchbiegung" aus.

Würdest du bei dem dünnen 2,5mm Sandwich die CFK-Schichten jeweils verdoppeln, dafür den Kern um den Wert dünner auslegen, würde da auch eine weit geringere Durchbiegung rauskommen.

Ich habe halt leider kein anderes Material als die von mir verglichenen. Ich würde gern ein CFK Sandwich mit etwas dickeren Lagen so um je 0,6mm und einer Gesamtdicke von so 3-5mm vergleichen- liegt aber leider nicht in meinem Keller.

Gruß
Stefan

Haha, man kann CFC Sandwich sehr wohl mit Stahl oder Alu Vollmaterial vergleichen. Der Testaufbau sieht aber dann so aus: Man nehme zwei Latten der Länge X (sagen wir mal 2m) des entsprechenden Materials und befestige diese jeweils an einem Ende mit einer Spannzange an einer Tischkannte. Dann schaut man wie sich diese alleine schon aufgrund des Eigengewichts durchbiegen. Ich denke da sieht so gut wie Alles gegenüber CFK Sandwich alt aus.

Hallo Jörg und Norman,

also, das mit dem Loben des Sumerians ist wie vieles
im Leben natürlich relativ zu betrachten.

Wenn man ein extrem leichtes,kompaktes, top-superduper-perfektion-Reisedobson haben möchte,dann MUSS man das so ein Ding komplett selbst bauen, Jörg, das ist klar. Wie sowas aussieht, hat ja damals der 10-Zoll "All-in-One" gezeigt, den ich mit Patrick in seiner Werkstatt mit viel Carbon (und Hirnschmalz) gebaut habe. Besser geht's nicht, dieses Gerät ist bis heute nicht getoppt worden, wenn
man wirklich alles in nur einer kleinen Schachtel für den Flug haben will. (Freu mich auf die Fünflinge die meine Kollegen grad an der Volkssternwarte München bauen, die werden auch TOP!)

ABER: das Design, die Konstruktion, Änderungen usw. sind halt EXTREM
aufwendig gewesen und sowas möchte man sich nicht allzuoft antun.
Dieses Ding ist dafür kompromissfrei. Es funktioniert einfach super.

Wenn man sich jetzt aber den PREIS eines Sumerians ansieht und
viel Ahnung davon hat, wie die enthaltenen Fehler ausgemerzt bzw.
verbessert werden können, dann hat man für einen Bruchteil des Aufwandes ein wirklich extrem brauchbares und extrem kompaktes Reiseteleskop.

Mein verbesserter 10"-Alkaid ist nun dank etlicher, (teils aufwendiger, gebe ich zu) Verbesserungen aber nun beim Beobachten so gut, dass es dem Edelteil "All-in-One" in fast nichts nachsteht.

Direkt von der Stange sind natürlich mehrere Kritikpunkte eingebaut,
die du Norman, genau wie ich, sofort entdeckt hast [:D]

Aber warum soll ich das Dingchen nicht loben, Jörg? Finde erstmal auf dem Markt etwas, was genauso kompakt ist, wie ein Sumerian, und nach einigen Verbesserungen zu DIESEM Preis genauso gut funktioniert.

Ich finde es jedenfalls stark, dass es sowas in Serie auf dem Markt zu kaufen gibt. Es können eben nicht alle selbst bauen...

Viele Grüße,

Alfredo [:)]

Hallo Stefan

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Schau dir die Werte des dickeren Sandwich an- 2x 0,8mm CFK mit etwas mehr Abstand- Durchbiegung = 0,05mm. Vielleicht rechnet mal jemand die nötige Dicke für Stahl für diese "Durchbiegung" aus. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Beim der Biegesteifigkeit einer Platte geht die Dicke mit d^3 ein .

Im Beispiel 0,8666666 / 0,05 = 17,3333
17,3333^1/3 = 2,588

Für eine Durchbiegung von 0,05 mm benötigt man eine Stahlplatte von 6,5 mm Dicke .

Schreib doch mal wie dick der Sandwich ist und wie hoch das Gewicht/cm^2 .
Bei Stahl (Dicke 6,5mm) haben wir 5,07 Gramm/cm^2 .
Je nach dem was das wichtigste Kriterium ist , Preis , Gewicht oder Dicke wählt man sein Material und die Bauart Vollmaterial oder Sandwich .

Viele Grüße Rainer

Hallo Miteinander

Stefan hat mir inzwischen Daten von seinem CFK Sandwich geschickt .
Vielen Dank dafür !
Es ist Außen 9,8 mm dick und wiegt nur 0,48 g/cm^2 .
Es wiegt also bei gleicher Steifigkeit und 1,5 facher Dicke nur 1/10,6 wie eine gleichsteife Stahlplatte .

Übrigens CFK ist nicht gleich CFK
<ul><li> </li><li> Aluminium 2,5mm - - - - 2,6mm Durchbiegung

CFK Vollmaterial 3,2mm - 3,0mm
CFK Sandwich 2,5mm - - - 4,1mm
CFK Sandwich 9,8mm - - - 0,05mm

GFK Sandwich 7,6mm - - - 0,45mm
Spanplatte 18mm - - - -- 0,3mm </li><li> </li></ul>

Das CFK Vollmaterial 3,2 mm auf 2,5 mm Dicke reduziert würde 6,3 mm durchbiegen , also mehr wie der 2,5 mm Sandwich .

Viele Grüße Rainer