Zugbelastbare Faserverbindung

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Hallo,

ich will eine Glas- oder Karbonfaser (o.k., ein Faserbündel) als „Speichenersatz“ (am Fahrrad) verwenden, weil die Teile doch angeblich höhere Zugkräfte als Stahl aushalten. Was ich gerne wissen möchte:

Welche Verbindungsarten gibt es, um derartige Fasern an Metall (z.B. an einer Nabe (Stahl, Alu) / einem Speichennippel (Stahl, Alu) / einer Felge (Alu)) so gut zu befestigen, dass (möglichst) das Metall vor der Verbindung versagt?

Kann man derartige Fasern verspleißen oder auf ähnlich Weise fest miteinander verbinden?

Wo finde ich dazu weiterführende Informationen?

Vielen Dank für Tipps,

Markus

#2

Hallo Markus

ich will eine Glas- oder Karbonfaser (o.k., ein Faserbündel)
als „Speichenersatz“ (am Fahrrad) verwenden, weil die Teile
doch angeblich höhere Zugkräfte als Stahl aushalten. Was ich

Achtung, Speichen müssen auch Druckkräfte übertragen, Zugkkräfte entstehen nur im jeweils oberen Bereich des Rades.

Welche Verbindungsarten gibt es, um derartige Fasern an Metall
(z.B. an einer Nabe (Stahl, Alu) / einem Speichennippel
(Stahl, Alu) / einer Felge (Alu)) so gut zu befestigen, dass
(möglichst) das Metall vor der Verbindung versagt?

Kleben.

Kann man derartige Fasern verspleißen

Ja
oder auf ähnlich Weise fest miteinander verbinden?
Nein.
Außerdem besteht bei Faserbündeln unterhalb bestimmter Durchmesser die erhöhte Gefahr von Brüchen durch Knick und Kerb.

Wo finde ich dazu weiterführende Informationen?

Google ?
Gruß
Rochus

#3

Hallo Markus,

Kohle und Glas sind dafür ungeeignet. Was du probieren könntest wäre PBO oder Vectran/Dyneema.

Durch die hohe Speichenvorspannung wird bei den Laufrädern erreicht, dass nur Zugspannungen auf die Speichen kommen, auf der Zugseite eine etwas höhere Zugspannung und auf der Druckseite (unterhalb der Nabe) eine etwas verminderte Zugspannung. Deswegen kannst du im Prinzip auch mit Seilen einspeichen.

Auf PBO und/oder Vectran/Dyneema Speichen könntest du theoretisch Terminal-ähnliche Beschläge aus Metall einfach aufwalzen (lassen).

Easyrigging wäre zum Beispiel eine Firma, um Kontakt zu dem Thema zu bekommen.

Gruß
Burkh

#4

Hallo Markus,

Das größte Problem dürfte an den Klebestellen auftreten.

Die Zugscherkräfte von Epoxidharzen betragen je nach Harz etwa 1 / 10
bis 1 / 20 der mittleren Zugfestigkeit eines einfachen Baustahles.

Bei hochbelastbaren Stählen sinkt dieses Verhältnis noch mal um den
Faktor 3. ( Das Ganze dann noch ohne Sicherheitszulage )

Wenn Du zum Speichendurchmesser einen Faktor von 60 zu 1 annimmst,
dann müßtest Du den Haken der Nabendurchführung und den Gewindeteil
jeweils in einer engen Bohrung von MINDESTENS 30 mm Tiefe verkleben.
Die Bohrunng sollte etwa 0,1 -0,2 mm größer als der Speichendurchmesser sein.

Kannst Du mit Epoxidharz probieren (lange Aushärtezeit…mehrere Tage)
…Auf Aushärtetemperatur achten. Warmhärter über 100 Grad bieten
belastbarere Klebungen.

Mfg

nutzlos

#5

Ihr seid ja richtig gut!
Erstmal Danke für die Tipps, insbesondere hinsichtlich Material und Klebelänge. Google kannte ich übrigens schon (ehrlich!), aber mit den Begriffen „Vectran“, „Epoxykleber“ etc., die hier genannt wurden, bringt selbst die beste Suchmaschine noch bessere Ergebnisse. Hier ist das WWW wer-weiss-was eben (noch) klar unterlegen!