Faserspeichen selber bauen

[Skunkworks]

Vielleicht eine sehr schräge Idee, im Prinzip ist sie eh schon fast aufgetaucht:

Zum Thema Leinen und den Umgang damit kann der Kontakt zu Kite-, oder vielleicht noch besser, Paragleitbetrieben sehr hilfreich sein.

Die arbeiten permanent mit solchen Leitungen inkl. Befestigung und Co.

Die Anforderung ist beim Kiten / Paragleiten schon anders. Eine Kite-Leine ist meist 22m lang (davon hat man 4Stk), die Speiche hier vll 18 cm.
Dynamische Belastung bei Kite/Para, Statische Grundlast mit dynamischer Last oben drauf bei den Speichen.

Am Ende gibt es immer nur Kompromisse aber die sind inzwischen mit Dyneema richtig gut.

 

[Pky2101]

Zugriff auf eine Universalprüfmaschine habe ich regelmäßig, könnte bei Bedarf unterstützen!

 

[Coldhardt]

Sehr interessanter Thread!
Wurde schonmal versucht/darüber nachgedacht trockenes z.B 3K Carbon Tow einzufädeln? Oder würde die "Faserigkeit" da irgendwo Probleme machen?

 

[tschud]

Ich könnte mir vorstellen, dass Carbonfasern zum einen zu "steif" und spröde sind und zum anderen sind Carbonfasern sehr querkraftempfindlich. Vermutlich würden diese den Fügeprozess mit der Nabe nicht sonderlich gut verkraften und auch bei "Fehlbelastungen" durch Stöcke etc. schnell versagen. Vielleicht weiß da jemand anders noch mehr.

 

[Coldhardt]

Ich könnte mir vorstellen, dass Carbonfasern zum einen zu "steif" und spröde sind und zum anderen sind Carbonfasern sehr querkraftempfindlich. Vermutlich würden diese den Fügeprozess mit der Nabe nicht sonderlich gut verkraften und auch bei "Fehlbelastungen" durch Stöcke etc. schnell versagen. Vielleicht weiß da jemand anders noch mehr.

Steif in Druckrichtung werden sie ja nur mit der Matrix, trocken sind sie halt in Zugrichtung äußerst stabil, aber sonst eher weich. Ich bin jetzt kein Laufradbauer, aber theoretisch sollten die Speichen ja eh immer nur in Zugrichtung belasted werden, oder?
Das Fügen mit der Nabe ist vermutlich der Knackpunkt, scharfkantig darf da halt nix sein.

 

[ExcelBiker]

Wurde schonmal versucht/darüber nachgedacht trockenes z.B 3K Carbon Tow einzufädeln? Oder würde die "Faserigkeit" da irgendwo Probleme machen?

Ich könnte mir vorstellen, dass Carbonfasern zum einen zu "steif" und spröde sind und zum anderen sind Carbonfasern sehr querkraftempfindlich. Vermutlich würden diese den Fügeprozess mit der Nabe nicht sonderlich gut verkraften und auch bei "Fehlbelastungen" durch Stöcke etc. schnell versagen.

Wenn du schon mal Carbonfasern in der Hand gehabt hast, weißt du, wie schnell die brechen, sobald ein Knick daher kommt. Da ist jeder Baumwoll-Nähfaden robuster. Wenn überhaupt Carbon, dann als fertige Speiche in einer Matrix (Kunstharz). Als lose Fasern sehe ich da keine Chance.

 

[tschud]

Wenn du schon mal Carbonfasern in der Hand gehabt hast, weißt du, wie schnell die brechen, sobald ein Knick daher kommt. Da ist jeder Baumwoll-Nähfaden robuster. Wenn überhaupt Carbon, dann als fertige Speiche in einer Matrix (Kunstharz). Als lose Fasern sehe ich da keine Chance.

Genau das meinte ich mit der Sprödheit und vor allem Querkraftempfindlichkeit. Liegt auch an der inneren Struktur der Carbonfasern. Die ist nämlich in sich anisotrop und quer zur Faserrichtung weniger fest.
Es gibt ja soweit ich weiß harzgebundene Carbonspeichen zu kaufen. Aber auch da hätte ich Angst vor Bruch.

 

[ma1208]

Carbonspeichen gibt es mittlerweile einige fürs Rennrad. Aber die sind relativ dick und die Gefahr für Stock- oder Steinkontakt sind da ja geringer. Für MTB aus meiner Sicht ungeeignet, da in der Tat zu spröde. Da sind Fasern wie die zuvor genannten, mit entsprechender Zähigkeit, viel besser geeignet. Nachteil der meisten ist, dass sie entweder Kriechen oder die faserparallele Steifigkeit recht gering ist. Oder beides. Klar kann man die Speichen so dimensionieren, dass die Steifigkeit gleich ist. Aber dann wiegen sie meist auch nicht sehr wenig. Und dabei ist die Herausforderung, wie man die Kräfte in die Fasern einleitet, ohne das es so schwer wird, dass man kaum noch Vorteile hat.

 

[Teppichmesser]

Carbonspeichen gibt es mittlerweile einige fürs Rennrad.

Die Carbonspeichen werden auch im MTB Bereich verwendet
Hier nur 1 Beispiel:
https://shop.radsporttechnik-mueller.de/de/shop/laufradsaetze/carbonspoke-special
auch gibts einen Thread dazu
https://www.mtb-news.de/forum/t/sub...peichenlaenge-988g-deerobust-wheelset.955109/

 

[ma1208]

Ja, weiss ich. Ich sagte ja nur, dass ich sie fürs MTB ungeeignet finde. Verbauen kann man sie natürlich. Ich denke es macht aber nur wenig Sinn.

 

[keuul]

Hier (oder in dem anderen Thread?) wurde ja schon Dyneema DM20 erwähnt, hat da jemand eventuell noch ca. 1 m mit 1,5-1,8 mm Durchmesser? Dann könnte ich daraus auch ein, zwei Speichen bauen und man könnte es ebenfalls testen.

Was dieses Carbon Tow angeht: es ist für den Übergang Faden/Speichenrest wichtig, dass der Speichenrest in den Faden eingeschoben werden kann, damit man dann beim Festziehen den Effekt des Zusammenziehens hat, + Sekundenkleber hält das dann perfekt...

 

[Teppichmesser]

@keuul
Gibt es hier Neuigkeiten, oder wurde das "Projekt" eingestellt?
Wenn eingestellt, was sind die Gründe dafür?

 

[Falco]

Ich wollte eben schreiben, dass es seit der Erstellung weitere Beiträge in anderen Themen gab und wir deswegen eine voreilige Testfahrt ausschließen können.

Aber er war seit 2 Monaten tatsächlich nicht mehr im Forum

 

[keuul]

Doch, läuft noch ;-)

Liegt aber Schnee, von daher hat es keine Testfahrten gegeben.

Projekt wurde nicht eingestellt, VR ist aufgebaut und Probe gefahren. Nach Einspeichen noch ungefähr 3 mal mit je eine Woche Standzeit nachgezogen/zentriert. Hab's gerade rausgeholt, könnte jetzt nach 2 Monaten nochmal eine Runde nachziehen/zentrieren gebrauchen, aber nur ne Idee..

Teile fürs Hinterrad wurden gekauft, SK99 auch, dann wird es die nächsten Wochen an den Aufbau geben.

Ansonsten wurde das ganze Thema in aller Breite schonmal woanders diskutiert, dem hätte ich eigentlich nichts hinzuzufügen:

https://www.mtbr.com/threads/berd-spokes.1074819/

 

[keuul]

So, heute angefangen mit dem Hinterradaufbau. Da das etwas dauern wird (mache dies nur alle paar Abende, wenn Lust und Zeit) und um nicht nur das Ergebnis zu zeigen mal die Arbeitsschritte in "Echtzeit", dann erkennt man auch mal den Aufwand

Bilder zu den Schritten hatte ich schonmal reingestellt.

1. Schritt: alte Speichen auf ca. 6 cm ablängen, die Spitze zu einer Rundung feilen (damit dort später nicht die Fasern reißen): 1,5 h

 

[keuul]

will ja nicht nachlässig werden, also weitergemacht:

1. Schritt: alte Speichen auf ca. 6 cm ablängen, die Spitze zu einer Rundung feilen (damit dort später nicht die Fasern reißen): 1,5 h
2. Schritt: Speichen (32 Stk.) mit Feile anrauen bis kurz unter das Gewinde: 1 h
3. Schritt: Speichen in 6M HCl anätzen, waschen (dest. Wasser), trocknen (Aceton), Dyneema aufschieben, straff ziehen und die oberen 2 cm mit Sekundenkleber fixieren, 3 h für 32 Stk.

 

[keuul]

oh, schon wieder eine Woche um....

1. Schritt: 32 alte Speichen auf ca. 6 cm ablängen, die Spitze zu einer Rundung feilen (damit dort später nicht die Fasern reißen): 1,5 h
2. Schritt: Speichen (32 Stk.) mit Feile anrauen bis kurz unter das Gewinde: 1 h
3. Schritt: 32 Speichen in 6M HCl anätzen, waschen (dest. Wasser), trocknen (Aceton), Dyneema aufschieben, straff ziehen und die oberen 2-3 cm mit Sekundenkleber fixieren: 3 h
4. Schritt: 32 mal an Gewindeende die ersten 2 cm von Dyneema abgeschnitten und so Gewinde freigelegt: 1 h

 

[keuul]

es geht weiter...

1. Schritt: 32 alte Speichen auf ca. 6 cm ablängen, die Spitze zu einer Rundung feilen (damit dort später nicht die Fasern reißen): 1,5 h
2. Schritt: Speichen (32 Stk.) mit Feile anrauen bis kurz unter das Gewinde: 1 h
3. Schritt: 32 Speichen in 6M HCl anätzen, waschen (dest. Wasser), trocknen (Aceton), Dyneema aufschieben, straff ziehen und die oberen 2-3 cm mit Sekundenkleber fixieren: 3 h
4. Schritt: 32 mal an Gewindeende die ersten 2 cm von Dyneema abgeschnitten und so Gewinde freigelegt: 1 h
5. Schritt: 32 mal Augspleiß gegenüber dem Gewindeende, Speichenlänge ungedehnt 276+-0,5 mm: 4 h

 

[Pky2101]

Geiles Projekt!
Wie hast du den Augspleiß reinbekommen? Einzeln aufgedröselt und neu geflochten?
+-0,5 ist richtig krass!

 

[keuul]

nein, nach dieser Anleitung:

LIROS Seil Augspleiß Dyneema

den Augspleiß kann man auch im entspannten Zustand wieder lösen und den letzten Durchstich versetzen um die Länge hinzubekommen, was ich einige Male machen musste, um die Speichen gleichlang zu bekommen. Hatte ich bei dem Vorderrad nicht so drauf geachtet, da war es eher +- 1,5 mm und habe jetzt das Problem, dass ich beim Zentrieren Schwierigkeiten bekomme.

Berd verklebt den Augspleiß (nehme mal an nach dem Vorspannen) ja wie ich festgestellt habe, also da, wo die Fäden ineinanderlaufen...

 

[keuul]

Der Hinterradbau stockt, weil der Vorderradbau doch noch erhebliche Probleme macht...
Die Speichen haben sich noch deutlich gelängt, weshalb ich mehrere Male nachspannen und zentrieren musste. Dies führte dazu, dass ich keine (Gewinde)Reserven zum Zentrieren mehr hatte. Habe dann auf eine andere Fixierung an der Nabe umgestellt (Bild rechte Seite), jetzt habe ich wieder Reserve und kann nachspannen. Ich finde die Lösung auch aufgeräumter als mit dem Seilstückchen als Fixierung. Jetzt muss man allerdings, wenn man eine Speiche auswechseln muss, zwei lösen....

Teilweise haben sich die Speichen nach Einbau noch um 5 mm gelängt, das ist natürlich unbefriedigend und ich weiß noch nicht genau warum, ob es das Material ist oder der Augspleiß oder ???

Eventuell muss ich dem Vorspannen mehr Aufmerksamkeit widmen...

 

[keuul]

weitere Probleme mit dem Vorderrad:

• einige Verklebungen/Übergang zum Speichenrest halten nicht (auf Dauer), so dass sie beim Zentrieren unterhalb von 1000 N lösen. Einerseits führe ich dies darauf zurück, dass dies meine ersten Verklebungen waren, zweitens habe ich bei einigen Verklebungen gelartigen Sekundenkleber verwendet, der natürlich nicht so in die Fasern eindringt
• Messungen an der Material-Prüfmaschine haben gezeigt, dass die Faser, die ich verwende (SK99; 1,6 mm), sich oberhalb von 900 N anscheinend dauernd längt, bin daher skeptisch ob ich mit den Eigenbau-Speichen auf die Dauer ein stabiles Laufrad hinbekomme...

Anmerkung zum Bild: an die immer gleiche Speiche eine Kraft von 1000 N angelegt, die Position fixiert und geschaut, wie es sich für 60 sec entwickelt, die unterste Kurve ist die erste Messung, danach 'wandern' die Messkurven nach oben und liegen letztendlich übereinander.

 

[keuul]

So, nach längerer Zeit nochmal eine Statusmeldung:

Vorderrad jetzt seit zwei Wochen im Einsatz, nachdem ich zwischenzeitlich das Gefühl hatte mich Totzuzentrieren, aber irgendwann kam es wohl zu einem "Längungs-Stillstand"

Gewicht Vorderrad (26'') (nur Felge, Naben, Speichen, Nippel) 483 g; komplett mit Steckachse 955 g

Jetzt weiter mit dem Hinterrad...

 

[keuul]

So ein Fazit zum Bau der Faserspeichen nach einem Sommer Fahrtest: war eine interessantes Projekt, habe aber jetzt wieder auf Stahlspeichen umgerüstet ;-)

Grund: zu viele Qualitätsunterschiede beim Selbstbau. Natürlich war der ganze Bau und Aufbau der Laufräder viel zeitintensiver, aber zuerst war auch im Rheinischen alles gut. Speichen vorne wie hinten haben gehalten. Allerdings nicht mehr in den französischen Alpen am Pic Blanc bei bis zu 45 % Steigung (hinter Alpe d'Huez, dort wo die Megavalanche runtergeht). Nach vier Speichenrissen (dort wo die Faser auf das Speichenende geklebt ist) bin ich vorsichtshalber umgedreht...

Es sind nur Zugspeichen gerissen, wir haben dann ein paar der übrig gebliebenen Speichen meines Eigenbaus an der Materialprüfmaschine getestet: sie halten durchaus schon etwas aus, allerdings sind sie recht unterschiedlich zwischen 1600 und 2500 N gerissen. Original Berd sind bei ca. 2500 N gerissen, nicht an der Klebung sondern der Nabenseite, genauso wie meine rote Speiche im Foto.

Ich müsste also einiges mehr an Tests einsetzen um reissfeste Speichen > 2000 N zu bauen. Gehen würde es aber. Da das Rad aber für abgelegene Regionen gebaut wird (Anden), wo Wartung ein Problem wird, habe ich mich wieder für Stahlspeichen entschieden.

Ich hatte auch das Gefühl, dass das Hinterrad mit den Faserspeichen in Kurven "weicher" war, aber war nur so ein Gefühl...

 

[Stompy]

Super interessantes Projekt! Es kam ja gar nicht so weit, aber ich vermute dass man für den Dauerbetrieb auch dem Kleber noch mehr Aufmerksamkeit widmen muss. Normaler Sekundenkleber (Cyanacrylat) wird mit der Zeit sehr spröde, das erzeugt Lastspitzen am Übergang zur weichen Faser.