Beiträge von fraxinus im Thema „Böser Carbon-Mythos jetzt tot?!“

fraxinus · 7. September 2011

Hallo Gerd und Stefan,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Also einfach mal die Komponenten wiegen...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">
Ja, genau! Manchmal sieht man den Wald vor lauter Bäumen nicht[;)]

Mein nicht ganz ernst gemeinter Beitrag zu diesem Thema:

Semi-Halbapo-Objektiv 50/540 (also Viertel-Apo).........................................................193g
Blendensysten ..........................................................................................11g
Tubus (Carbon Sandwich mit Decklage in Papp-Dekor-Outfit und Tesa Rohrschellen) ..........123g
Justagefassung f. Objektiv .......................................................................................17g
360 Grad Rotatons-Fixfocus-Auszug.............................................................................104g
Gesamtgewicht also ......................................................................................448g

cs Kai

fraxinus · 5. September 2011

Hallo,

könnten wir uns vielleicht *zunächst* auf das E-Modul einigen?

(Bruchdehnung ist 1-2%, das wäre nur für Grobmotoriker im härtesten Feldeinsatz von Interesse[:D])

Einheiten: 1 Gpa = 1000 N/mm^2

Die Eigenschaften der Faser interessieren hier nicht.
Wichtig ist der Verbund, und da liegen die Werte zwischen:

100-300 Gpa bei UD (quer zu Faser über 10x weniger)
30-90 Gpa für isotropen Verbund

Alu hat 70 Gpa, isotrop(!)

Jetzt kann ich mir großflächige Bauteile wie Flugzeugflügel, lange Rohre oder Surfbretter sehr gut aus UD Gelegen vorstellen, da sind die Haupt-Lastfälle klar, so circa jedenfalls.
Aber ein kurzer (!) Refraktor ist was anderes. Hier eine Schraub-Öse, da die Klemmung, OAZ-Flansch, etc pp...

Und dann wurde hier noch nirgends etwas zu den Toleranzen gesagt.
Wieviel Verbiegung ist denn nun drin? Längs, quer, rauf und runter?

Gerade in diesem Punkt ist ein Refraktor ein sehr genügsames Tier, und wenn man Johanns Aussage etwas aufweicht, von "besser" oder "genauso gut" in "ausreichend", könnte die Papp-Geschichte dennoch Sinn machen. Es gibt nämlich auch ganz tolle Pappe!

Übrigens, die Verwirrung mit dem Carbon kommt wohl daher, dass es in so vielen Gewändern auftritt.
Anbei meine Skistock Kollektion. Alles mehr oder weniger Carbon, die Steifigkeit ist sowas von unterschiedlich, man glaubt es kaum!
Gerade die unteren zwei, die nun gar nicht nach Carbon aussehen sind sensationelle Dinger. Ich will aber nicht verschweigen, dass die nicht mehr als Pärchen existieren, die (sehr geringe) Bruchdehnung wurde gerigfügig überschritten.
Also für Staffelstarts nehme ich am liebsten Alu, ein krummer Stock ist besser als ein zwei Hälften Superleicht-Carbon...

cs Kai
edit: Wechstaben verbuchselt

fraxinus · 31. August 2011

Hallo Michael,
<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Das ist tatsächlich Statik erstes Semester!<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">
Allerdings!
Und Du hast gerade ohne danach gefragt zu werden bestätigt, dass Du dieses Semester komplett geschwänzt hast[;)]

Zum Nacharbeiten:
http://de.wikipedia.org/wiki/Hookesches_Gesetz
http://de.wikipedia.org/wiki/Elastizit%C3%A4tsgesetz

Kleiner Tip, es geht hier um die *lokale* Situation.
Einstieg in das Konzept:
http://de.wikipedia.org/wiki/Differentialrechnung

cs Kai

fraxinus · 30. August 2011

Hallo Tassilo,
Du schreibst: <blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wenn man Deinen neuen Wahnsinnsspiegel auf den 127mm Apo skalieren würde, dürfte das Objektiv maximal 3mm dick sein. Das müssen wir noch üben....<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">
Als Meniskus-Spiegel wären es sogar unter 0.5mm[:D]
Fällt in die Kategorie "Dinge die Welt nicht braucht".

Was ich mit meinem Beispiel ausdrücken wollte ist, dass man sich extrem verschätzen kann wenn Exponenten ins Spiel kommen. Heiko hat einige interessante Aspekte angeschnitten. Nur etwas grösser - schon kann Carbon die Vorteile voll ausspielen.

Ich bin vor einiger Zeit schwer ins Grübeln gekommen als ich bei der Entladung von 15m langen Doppel-T-Stahlträgern von einem Tieflader zugeschaut habe. Die haben sich sowas von gebogen, wie Gummi, völlig surreal!

Letztlich sind diese Effekte ein Grund für aktive Optik, es ist billiger die Struktur live passend zurechtzubiegen, anstatt sie von komplett in den Toleranzen zu konstruieren. Und ab einer bestimmten Grösse geht es gar nicht mehr anders.

ps. "billiger"
<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">das das nicht immer teuer sein muß, zeigt ja das Beispiel mit unserem 127mm ED-APO, der jetzt ohne Aufpreis in Carbon kommt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">
Das ist natürlich ein Argument! Es ist völlig legitim, wenn ein Hersteller unter dem Preisaspekt entwickelt. Das ist ja der Sinn der ganzen Unternehmung[:D]
Und selbstverständlich wird ein Produkt als Summe der Eigenschaften verkauft. Carbon ist schon was sehr feines, Haptik, Optik... ich würde nirgendwo mehr Alu verbauen.

cs Kai

fraxinus · 26. August 2011

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

fraxinus · 26. August 2011

Hallo Stefan,
<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Demzufolgen werden also die Bruchtests mit mindestens 1,2T durchgeführt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">Ich weiss was Du meinst, aber das muss man ganz klar trennen.
Bei Teleskopen geht es nicht um Bruch, es geht um darum, dass alle Teile der Struktur räumlich fixiert bleiben. Im Rahmen der Toleranzen natürlich, sonst ist diese Forderung unmöglich[;)]

Leider gibt es keine Analogien aus dem normalen Leben, wo man so ein Design-Ziel hat. Autos, Bagger, Kräne,... Verbiegung ziemlich egal, Hautpsache kein Bruch. Am ehesten vielleicht Häuser, sonst gibts Risse in den Wänden[xx(] Anderseits sind Häuser komplett statisch und die richtig grossen Exemplare wie Türme und Wolkenkratzer sind meist elastisch ausgelegt.

cs Kai

fraxinus · 26. August 2011

Hallo Heiko,
besten Dank für Deine interessanten Hinweise in Sachen Statik!

Ich sehe das ähnlich, das E-Modul ist nur ein Aspekt, die Geometrie ist fast immer entscheidend.
Bei den Skalierungsregeln für steife Strukturen, wie eben Teleskope, gibt es ein paar interessante Zusammenhänge. Bei gleichen Öffnungsverhältnis hat man zB immer dieselben Toleranzen bzgl Justagekonstanz:
f/5 - 1.4mm
f/4 - 0.7mm
f/3 - 0.3mm
Unabhängig von der Öffnung!
Das liegt daran, dass die Wellenlänge des Lichts nicht mitskaliert werden kann.

Jetzt ist es ziemlich einfach einen 4" f/5 zu bauen und Gewichtsprobleme gibt es praktisch auch nicht. Eigentlich tritt das Problem bei normal käuflichen Optiken selten auf.
Aber es ist extrem schwierig dasselbe bei einem Meterspiegel mit einer 5m-Struktur umzusetzen. Letztlich bekommt man da Probleme mit dem Eigengewicht der Struktur selbst.

Du schreibst: <blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">aber
Achtung mit dem Volumen/der Masse: Spannung infolge Eigenlast immer mit durchziehen!
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">Gibt es da irgendwelche Regeln oder einen herausragenden Parameter? Gesucht wäre eine möglichst leichte, steife Struktur, welche noch in den Toleranzen von zB 1.4mm liegt.

Danke und cs
Kai