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Gabelbaum aus CFK
#1
Hallo zusammen,

ich bin begeisterter Windsurfer und möchte mir einen Gabelbaum (das ist das Teil, daß Segel und Mast zum Rigg verbindet, und an dem der Surfer im "Trapez" hängt) selbst laminieren.

Ich benötige Hilfe bei der Gestaltung des Materialaufbaus. Mit Lamicens komm ich nicht wirklich weiter.

Die max. Belastungskräfte kann ich liefern. Auf dem Wasser ist natürlich viel Dynamik mit im Spiel.

Das Teil wird im Vergleich zu Seriengabeln deutlich oversized (Gabeldurchmesser Serie ca. 30mm, geplant 48mm - dafür in Griffbereich oval 50x30mm)

Wie viele Lagen 204g/m² soll ich einlegen???

Bin für jeden Hinweis dankbar.

Gruß

Christian Graßmann
0175/5759115
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#2
Hallo Christian,
ich kann leider mir der Beschreibung nichts anfangen. Es wäre günstig, wenn Du ein Bild von dem zu bauenden Teil einstellen würdest.
Gruß von Peter
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#3
[Bild: 800px-Wishbone.JPG]

Das Ding will er wohl bauen.
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#4
Hallo Christian,
hast Du überhaupt schon überlegt, wie das Teil gebaut werden soll??
Die Dimensionierung ist da wahrscheinlich das kleinste Problem, da gibt es im Forum Leute, die das können, wenn Du die benötigten Werte angibst.
Gruß von Peter
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#5
Hallo zusammen,

jetzt bin ich aber froh, daß doch noch jemand auf meinen Hilferuf reagiert.

zuerst einmal ein Bild von den derzeit gängigen Gabelbäumen (siehe Anlage)[ATTACH]327[/ATTACH]
Das ist momentan der steifste und leichteste Gabelbaum der käuflich zu erwerben ist.

Zum Design fgolgendes:

Ich habe ein Meistermodell bereits erstellt. Rohrdurchmesser 48mm - im "Griffbereich" auf ca. 80cm Länge 30x50mm um 45° zur Z-Achse gedreht.

Die Negtivform aus P-Formenharz und Laminierkeramik ist seit gestern fertig.

Morgen wird entformt - geschliffen - poliert etvl. repariert....

Den Aufbau stelle ich mir wir folgt dar:

in Unter/Oberform je

X Lagen Kohlegewebe / Köper 204g/m² dann
X Kohlebänder UD 225g/m² dann
1 Lage Hart PVC 80g 5mm in Form gebogen (Heißluftföhn) dann
X Lagen Kohlebänder UD 225g/m² dann
X Lagen Kohlegewebe / Köper 204 g/m²

die Lagen entsprechen der Lastverteilung und der Berechnung.

Vakuumsack - aushärten....

Danach Halbschalen entformen und Randflächen konfektionieren (schneiden-schleifen - an den Rändern 45° Winkel nach innen abfallend - verrößerte Klebefläche, wegen der späteren Verklebung mit der Sandwichplatte)

jetzt Halbschalen wieder in die Form

1x Sandwichplatte Hart PVC 3mm beidseitig mit 204g/m² Kohlegewebe Köper auf jede Hälfte der Halbschalen laminieren (45° angeschliffen, natürlich bündig - Epoxid Treibmittel - Abreißgewebe - Vakuumsack , ähnlich wie beim Tragflächenbau...)

jetzt habe ich 2 geschlossene Halbschalen

Diese Halbschalen miteinander verkleben, Halbschalen schließen / fixieren (mit doppelseitigem Tape in der Form gesichert)

Nach Aushärten entformen und feinschleifen

Zur Festigkeitssteigerung, und um die Nahtstelle zu verstärken eine Lage CFK Schlauch 20/70mm darüber laminieren.

Das Endstück zum Verstellen wird dann gesondert angefertigt - da sehe ich aber nicht das große Problem.

Zu den Belastungen.

Lastfälle sind Biegung in beiden Achsen (nach außen und unten), und Druck/Schub. Torsion kann vernachlässigt werden.

So sieht das in Fahrt aus:
http://www.r-g.de/german/attachment.php?attachmentid=328&stc=1&d=1197281247

Hier ist zu erkennen, wo die Hauptkräfte auftreten. Ích hänge mit dem Trapez über den Tampen (das "Seil") direkt an der Gabel. Deshalb habe ich auch den Querschnitt in diesem Bereich auf 45° verdreht (höheres Widerstandmoment).

Die Gabel hat eine maximale Auszugslänge von 3m und eine Breite von ca. 65cm (im Bereich der Krafteinlenkung-dieser Bereich liegt ca. 70cm von der Vorderkante der Gabel entfernt) . Die Gabel ist vorne am Masten und hinten am Segel befestigt.

Die Belastung auf Biegung beträgt statisch max. 1200N, dynamisch treten Kräfte bis zu 2500N auf.

Die Druckkräfte liegen bei ca. 1000N statisch und 1500N dynamisch.

Tja, nicht ganz einfach, aber das Teil soll ja auch leicht und stabil werden.

Ich denke, es wird noch eine Menge Fragen dazu geben.

Erstmal Danke für die angebotene Hilfe

Gruß

Christian


Angehängte Dateien
.jpg   maximumzoom.jpg (Größe: 65,86 KB / Downloads: 140)
.jpg   capo13.JPG (Größe: 53,97 KB / Downloads: 176)
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#6
Hallo Christian,
Deine Vorgehensweise hört sich gut an. Ich hätte es zwar anders gemacht, da Du die Formen aber bereits fertig hast, mach es, wie von Dir beschrieben.
Das mit dem PVC ist mir aber etwas suspekt. Ich muß allerdings zugeben,
daß ich mit diesem Material keinerlei Erfahrungen habe.
Von der Rechnerei bezüglich Dimensionierung habe ich leider keine Ahnung, da müßten sich mal die einschalten, die was davon verstehen. Es wäre sehr schön, wenn Du dieses interessante Projekt hier im Forum mit Text und Bildern dokumentieren würdest, wie ich es mit dem Bau der Räder für die Enduro gemacht habe.
Ich wünsche Dir viel Erfolgt bei der Umsetzung.
Gruß von Peter
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#7
Hallo Peter,

hast Du ggf. die Mailadresse von Herbert Funke?

Ich denke der könnte mir bei der Berechnung und Dimensionierung der Lagen mit Sicherheit weiterhelfen.

Gruß

Christian
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#8
Hallo Christian
Funke: "hp-2038687@versanet.de"
Falls die nicht mehr gehen sollte, an Gideon werden.
Gruß von Peter
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#9
Hallo zusammen,

nachdem ich gebeten wurde, die Diskussion im Forum weiterzuführen, will ich dem gerne nachkommen.

Hier die angeforderten Daten:

angepeiltes Gewicht < 2,7kg incl Kopfstück und Endstück. Das bedeutet, daß das Gabelvorderteil max. 1,9kg wiegen darf.

Maße Gabelvorderteil:

Länge 2800 mm
Außendurchmesser 48 mm Querschnitt rund
im Haltebereich 50x30 mm Querschnitt oval, um 45° zur Z-Achse gedreht

Das bedeutet, von X 0 bis X 300 runder Qerschnitt mit 48 mm
von X 300 bis X 1000 ovaler Querschnitt 50x30 mm, 45°
von X 1000 bis X 2800 runder Querschnitt mit 48 mm

"Einspannungspunkte" X0 (Mast/Kopfstück) und X 3000 (Segel/Schothorn)

Krafteinleitung bei X 700 im Winkel von 45° zur Z-Achse und 90° in X-Achse
Breite der Gabel bei X 700 = 650mm
F statisch = 1200N
F dynamisch = 2500N
seht euch das Bild beim Surfen an!

Kräfte in X Achsrichtung (zwischen Mast und Schothorn) Belastung auf Schub / Knickung
F statisch = 1000N
F dynamisch = 1500N

Fertigungsmöglichkeiten:
Handlaminat, Vakuumtechnik, Sandwichaufbau - entweder mit 5mm Airex 80g oder mit Aramidwabe 3mm.

Der Rest sollte bereits in den vorhergegangenen Beiträgen erwähnt worden sein.

Falls weitere Fragen sind, bitte melden.

Bin für jeden Hinweis dankbar!

Gruß

Christian
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#10
Hallo Christian,

viel Erfolg bei Deinem anspruchsvollen Projekt.

Die Gabel ist dann wegen der Halbschalenbauweise aber nicht verstellbar, oder?

Habe in diesem Jahr bereits eine Carbongabel gebaut.

Gruß

Fred


Angehängte Dateien
.jpg   Gabel01.jpg (Größe: 86,32 KB / Downloads: 198)
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