Hallo zusammen!
Nachdem hier einige Aussagen bezüglich der Dauerfestigkeit von CFK-Bauteilen in den Raum (bzw. das Forum) gestellt wurden, möchte ich auch mal meinen Senf dazu abgeben:
Grundsätzlich wird ein CFK-Bauteil über die maximal zulässige Dehnung dimensioniert. Der Wert der zulässigen Dehnung wurde empirisch, d.h. über Dauerbelastungsversuche ermittelt. Der Begriff Dehnung beschreibt die Längung eines Gegenstandes im Verhältnis zur belasteteten Bauteillänge.
Bei CFK gilt z.B. ein Wert von etwa 3/1000, d.h, ein Stab von 1000mm Länge darf sich maximal um 3mm längen. Daraus lässt sich bei gegebener Last der Querrschnitt des Bauteils errechnen.
Desweiteren können CFK-Bauteile sehr wohl auf Druck belastet werden! Hier greift allerdings eine zusätzliche Dimensionierungsgrenze, die s.g. Knicklänge. Diese gibt an, wie lange ein unversteiftes Bauteil bei gegebener Last sein darf, ohne zu beulen. Bei einem Lenker wäre die Stelle des Beulens im Bereich der Einspannung zu suchen. Bei druck von oben auf den Lenker würde dieser auf der druckbelasteten Unterseite einbeulen, wenn die Wandstärke zu gering wäre.
Fernab all dieser theoretischen Dimensionierungskriterien spielt aber auch die Fertigungsgenauigkeit eine entscheidende Rolle.
Bei CFK-Bauteilen ist die innere Qualität von entscheidender Rolle. So können sich z.B. beim Aushärten Poren (kleine Luftbläschen) im Laminat bilden, die von aussen mit blossem Auge nicht zu erkennen sind. Darüber hinaus kommt es immer wieder zu Delaminationen im Lagenaufbau, die auch nicht mit blossem Auge erkennbar sind. Diese qualitätsmindernden Effekte können nie ausgeschlossen werden und müssen folglich bei der Dimensionierung berücksichtig werden.
Deshalb ist es eigentlich vielmehr die Qualitätskontrolle bzw. die Bauteilprüfung, die über das Gewicht des entgültigen Bauteils entscheidet: kann das Bauteil ultraschall geprüft werden und somit der Porengehalt und evtll. Delaminationen erkannt werden oder ist aus Kostengründen eine solch aufwendige Prüfung nicht möglich?! Im Flugzeugbau werden so z.B. sämtliche CFK-Bauteile von Hand oder durch Grossanlagen US-geprüft um den Porengehalt und evtll. Delas zu messen und zu lokalisieren. Erst durch diesen hohen Standard der Qualitätssicherung ist es möglich, die Bauteile sehr leicht zu bauen. Das kostet allerdings auch eine Menge Kohle. Diese Menge Kohle ist aber keiner von euch bereit für einen Lenker auszugeben. Und genau aus diesem grund ist ein CFK-Lenker auch immer ein Tanz auf der Rasierklinge, denn er soll möglichst leicht sein, zuverlässig sein und nach Möglichkeit nichts kosten ;-).
Ein fahrradspezifisches Problem stellt dann noch die ungewisse Ausführung der Krafteinleitung dar. Ansich schon ein hochkomplexes Thema ist sie beim MTB durch eine Vielzahl von Vorbauten fast schon Russisches Roulett. Der beste Kompromiss sind in meinen Augen Lenker, die mittig einen Alueinsatz aufweisen, an dem beidseitig zwei CFK-Rohre aufgesteckt und verklebt sind.
Nachdem hier einige Aussagen bezüglich der Dauerfestigkeit von CFK-Bauteilen in den Raum (bzw. das Forum) gestellt wurden, möchte ich auch mal meinen Senf dazu abgeben:
Grundsätzlich wird ein CFK-Bauteil über die maximal zulässige Dehnung dimensioniert. Der Wert der zulässigen Dehnung wurde empirisch, d.h. über Dauerbelastungsversuche ermittelt. Der Begriff Dehnung beschreibt die Längung eines Gegenstandes im Verhältnis zur belasteteten Bauteillänge.
Bei CFK gilt z.B. ein Wert von etwa 3/1000, d.h, ein Stab von 1000mm Länge darf sich maximal um 3mm längen. Daraus lässt sich bei gegebener Last der Querrschnitt des Bauteils errechnen.
Desweiteren können CFK-Bauteile sehr wohl auf Druck belastet werden! Hier greift allerdings eine zusätzliche Dimensionierungsgrenze, die s.g. Knicklänge. Diese gibt an, wie lange ein unversteiftes Bauteil bei gegebener Last sein darf, ohne zu beulen. Bei einem Lenker wäre die Stelle des Beulens im Bereich der Einspannung zu suchen. Bei druck von oben auf den Lenker würde dieser auf der druckbelasteten Unterseite einbeulen, wenn die Wandstärke zu gering wäre.
Fernab all dieser theoretischen Dimensionierungskriterien spielt aber auch die Fertigungsgenauigkeit eine entscheidende Rolle.
Bei CFK-Bauteilen ist die innere Qualität von entscheidender Rolle. So können sich z.B. beim Aushärten Poren (kleine Luftbläschen) im Laminat bilden, die von aussen mit blossem Auge nicht zu erkennen sind. Darüber hinaus kommt es immer wieder zu Delaminationen im Lagenaufbau, die auch nicht mit blossem Auge erkennbar sind. Diese qualitätsmindernden Effekte können nie ausgeschlossen werden und müssen folglich bei der Dimensionierung berücksichtig werden.
Deshalb ist es eigentlich vielmehr die Qualitätskontrolle bzw. die Bauteilprüfung, die über das Gewicht des entgültigen Bauteils entscheidet: kann das Bauteil ultraschall geprüft werden und somit der Porengehalt und evtll. Delaminationen erkannt werden oder ist aus Kostengründen eine solch aufwendige Prüfung nicht möglich?! Im Flugzeugbau werden so z.B. sämtliche CFK-Bauteile von Hand oder durch Grossanlagen US-geprüft um den Porengehalt und evtll. Delas zu messen und zu lokalisieren. Erst durch diesen hohen Standard der Qualitätssicherung ist es möglich, die Bauteile sehr leicht zu bauen. Das kostet allerdings auch eine Menge Kohle. Diese Menge Kohle ist aber keiner von euch bereit für einen Lenker auszugeben. Und genau aus diesem grund ist ein CFK-Lenker auch immer ein Tanz auf der Rasierklinge, denn er soll möglichst leicht sein, zuverlässig sein und nach Möglichkeit nichts kosten ;-).
Ein fahrradspezifisches Problem stellt dann noch die ungewisse Ausführung der Krafteinleitung dar. Ansich schon ein hochkomplexes Thema ist sie beim MTB durch eine Vielzahl von Vorbauten fast schon Russisches Roulett. Der beste Kompromiss sind in meinen Augen Lenker, die mittig einen Alueinsatz aufweisen, an dem beidseitig zwei CFK-Rohre aufgesteckt und verklebt sind.
