GFK-Profile als Alternative zu Stahl und Alu?

Dieses Thema im Forum "Technik allgemein / Selbstbau" wurde erstellt von Gerhard Naujok, 07.06.2019.

  1. Gerhard Naujok

    Gerhard Naujok

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    Bei der Firma Fibrolux werden GFK-Profile in verschiedenen Ausführungen angeboten:

    Rundrohre:
    https://fibrolux.com/de/gfk/gfk-profile/rohre/

    Rechteckrohre:
    https://fibrolux.com/de/gfk/gfk-profile/rechteckrohre/

    Systemprofile:
    https://fibrolux.com/de/gfk/gfk-profile/systemprofile/easy-fit/

    Flachprofile:
    https://fibrolux.com/de/gfk/gfk-profile/flachprofile/

    Gewindestäbe und Muttern:
    https://fibrolux.com/de/gfk/gfk-systeme/muttern-gewindestangen/

    Die Flachprofile habe ich ja schon selbst als Blattfedern eingesetzt:
    https://www.velomobilforum.de/forum/index.php?threads/umbau-anthrotech-trike-zum-quad.19855/page-4

    Hat schon mal jemand beim Selbstbau Rundrohre, Rechteckrohre, Systemprofile oder Gewindestäbe und Muttern aus GFK verwendet?
     
  2. Christoph Moder

    Christoph Moder

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    Warum sollte man das tun? Der große Vorteil von Faserverbundwerkstoffen ist doch, dass man materialgerecht bauen kann, also die Form der Belastung anpassen kann, statt vorgefertigte Teile zusammenbauen zu müssen. Was anderes ist es natürlich, wenn man gar nicht an der Steifigkeit interessiert ist, wie z.B. für Blattfedern, oder z.B. bei den Systemprofilen nur die Maße braucht, aber nicht die Festigkeit von Stahl.
     
  3. HFKLR

    HFKLR

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    damit vielleicht beim Selbstbau das fertige Dingens vielleicht nur die Hälfte wiegt ? (Im Vergleich zu Stahl, Wasserrohre etc.) Ich blieb bei meinen Basteleien meistens bei letzteren
     
  4. ulibarbara

    ulibarbara

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    Hallo Gerhard,

    Ja habe ich, als steife Schutzblechstreben. Der Übergang auf andere Materialien ist aber schwierig, da bricht ständig alles (Federstahl, 3D-Druck-Kunststoff, egal was). Für sehr spezielle Fälle sicher sinnvoll, ich finde Stahl ist variabler einsetzbar.

    Du treibst einen so großen Aufwand bei deinen Arbeiten, dass ich mir sicher bin, für Dich lohnte es sich, schweissen und laminieren zu lernen. Ich habe zu ersterem bei Patrick einen zweitägigen Kurs gemacht, damit waren die ersten Grundlagen da, und spare mir seither ziemlich oft, irgendwas aus dem Vollen zu schnitzen, was ich vorher tun musste. Und ich spare mir Schraub- und Nietorgien. Vermutlich gilt das fürs Laminieren auch, da hatte ich selbst bislang nur keinen Bedarf.
     
  5. Gerhard Naujok

    Gerhard Naujok

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    Ich bin kein Ingenieur, kann leider keine Belastungen berechnen. Zum selbst Laminieren fehlt mir ein geeigneter Werkraum sowie das Know-how. Meine Frage geht dahin, ob man z. B. alternativ zu einem Quadratrohr aus Stahl 50 x 50 x 1 mm (als Zentralrohr beim Trike oder Quad) ein GFK Quadrat- oder Rechteckrohr verwenden kann und welche Maße es haben sollte.
     
  6. Goerk

    Goerk

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    Warum nicht gleich CFK? Ist zwar kostspieliger, sollte dem beschriebenen Einsatzzweck aber doch dienlicher sein, oder? Wäre ein CFK-Gitterrohrrahmen mit UltraleichtHülle nicht das vielversprechendere EigenbauMobil? Könnte damit nicht sogar das im Aeroweder-Thread beschrieene Revival der Alukiste nicht sogar in modernen Gewichtssphären stattfinden?
     
  7. Beinarbeit

    Beinarbeit

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    Materialgerechtes Konstruieren mit Faserkunststoffverbund heißt nicht, dass man alles als möglichst oragnisch anmutenden Einkörper bauen muss. Selbstverständlich kann man auch mit vorgefertigten Rohren Vorteile des Materials nutzen. Ich behaupte einfach mal, die meisten modernen Carbonrahmen werden aus Rohren zusammengeklebt (auch wenn die "Rohre" bei den großen Herstellern schon recht speziell sind, Anschlussmuffen z.T. integrieren usw.). Praktisch jeder Rohrhersteller für Fahrradrahmen hat Carbon-Rohrsätze im Angebot (aus denen teils bocksteife und recht leichte Rahmen geklebt werden) -- und na klar könnte man die mit etwas Ingenieursverstand auch durch geschickt ausgewählte nicht-fahrradspezifische Profilteile (unter Beachtung der hauptsächlichen Faserrichtungen dieser) ersetzen.

    Allerdings hat
    , falls ich die Werte gerade richtig zusammengepuzzelt habe, längs der Faser nur etwas weniger als 1/5 der Steifigkeit von Stahl bei etwas weniger als 1/4 der Dichte. In Relation zur Steifigkeit ist GFK also schwerer als Stahl. Nach Festigkeiten habe ich gar nicht erst geschaut. Daher stellt sich, wenn man nicht gerade ne Feder bauen will, wirklich die Frage, was man mit GFK bei strukturellen Bauteilen erreichen will. Falls jemand mal bitte die Werte kontrollieren will, hab gerade kein Fachbuch zur Hand ...
     
  8. einrad

    einrad

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    Ich glaube nicht, dass diese Profile zu optimal an die Belastungsrichtung angepasst laminierten Teilen vergleichbar sind.
    Mir sieht's eher danach aus, dass halt kurze Fasern mit verpresst werden.

    Aber:
    Die ganzen Eigenschaften sollte auf der Seite eigentlich ausreichend beschrieben sein. Dann kann man's ja zu anderen Werkstoffen vergleichen.
     
  9. Beinarbeit

    Beinarbeit

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    Hab eben spaßeshalber mal auf einen der Links geklickt. Pultrusionsrohre. Da steckt schon Endlosfaser drin, aber eben Glas und ausschließlich 0°.

    Ich würde* mir für solche Gedankenspielereien eher mal die Auswahl an CFK-Rohren bei R&G anschauen und mich damit vertraut machen, wie man Verbindungsstellen laminiert.
    * hätte hätte Fahrradkette ... ach nee, ich habe Schutzblechstreben aus CFK-Pultrusionsprofilen (mit biegesteifer dicker Plastikbrücke statt labbrigem Stanzblechstreifen), dicker als die Stahldrahtdinger, leichter, vieeeel steifer, wunderbare Sollbruchstelle im Fall der Fälle ...
     
  10. tieflieger

    tieflieger

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    Es gibt sehr viele unterschiede, auch bei gfk kunststoffe. Wenn die faser ausrichtung nicht passt beim benutzungszweck hatt man ein problem. Diese teile zu verbinden mit schrauben/muttern die durch gesteckt werden oder mit platten, so wie bei deinen Quad. Das wahre ungefahr die schlimmst mogliche weise, ungewunschte sollbruchstelle im klemmbereich und im lochbereich. Die rohre ertragen nur druck in langsrichtung, fur druck von innen wird deutlich gewarnt, es ist wahrscheinlich das das gleiche gilt bei druck von aussen egal was mann fur unterleg scheiben drunter legt. Die punktuele belastung und druckbelastung ist enorm, und genau die ertragt das material slecht.

    Wurde mann eine klebe verbindung mit irgend eine muffe bauen wahre das eine viel bessere verbindung. Schau dir mal die verbindungslange und die verklebungs oberflache bei abwasser rohre an. Glasfaser ist zwar billiger, aber auch erheblich weniger steif, deswegen muss mann grossere rohrdiameter und oder grosseren wandstarken nutzen als bei Carbon umd das gleiche resultat zu kriegen. Weil kunststoffe so viel leichter sind als stahl kann mann widerum grossere durchmesser beim gleichen gewicht nutzen.Ein 60er Carbon rohr ist wahrscheinlich leichter als ein 40er stahlrohr. Beim verdoppeln der wandstarke von ein rohr verdoppelt ungefahr die steifheit, verdoppelt mann den diameter quadratiert sich die steifheit. Zwischen Glasfaser und Carbon liegt meiner meinung nach ein grosseren unterschied als zwischen alu und stahl. Wobei glasfaser die weichste ist.

    Die von dir benutzte schraube mit platte oder schellen bauweise ist die bauweise die fur faserkunststoffe am meisten ungeeignet ist. Anders als mit stahl schweissen braucht man aber zum laminieren keine teure ausrusstung. Extrem kompliziert ist es auch nicht. Auch mein erstes project konnte ich ohne probleme nutzen. Es war eher zu steif als zu weich,( besser auf sicher gehen)

    Konnte mann auch fertige carbonrohre ein leichteren und steiferen rahmen bauen als das was du jetzt benutzt? Ja! Wahre das moglich mit einen technischen aufwand die mann mit heimwerker mitteln in der garage zur verfugung hatt? Ja! Kann mann aus diese gfk rohre mit der xyz verbundungsweise einen rahmen bauen. Ja! wahre der sicherer und leichter als was du jetzt nutzt, Nein!

    Grusse, Jeroen
     


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