Papierbrücke

Hallo,
ich bitte den fehlenden Bezug zu R/C zu entschuldigen, aber wer von Euch hat nicht schonmal Papierflieger gebaut ???
Demnach müsste sich doch jemand mit der Materie auskennen.

An meiner Uni ist ein Papierbrückenwettbewerb ausgeschrieben, bei dem eine vollständig aus Papier und wasserverdünnbarem (!) Klebstoff hergestellte Brücke einen Freiraum von 50cm überspannen soll und dabei nicht mehr als 100g wiegen darf. In früheren Wettbewerben wurden teilweise Traglast/Eigengewichts-Werte von über 1000 aufgestellt. Meine Überlegungen gehen dahin, gezielt Papiersorte, Hauptfaserrichtung und Klebstoff/Klebverfahren auszuwählen um die Festigkeit zu steigern.
Ich habe mir bereits zum Probieren relativ langfaseriges, saugfähiges Papier (ich glaube es hies MICA oder so ähnlich) sowie Transparentpapier 110g/m² aus dem Künstlerbedarf besorgt, wobei letzteres vom Gefühl her (Hand-Zugversuch) höhere Kräfte aufnimmt, dann aber blitzschnell reißt. Das langfaserige dehnt sich erstmal ein ganzes Stück bevor es reißt. Da ich die Brücke als Gestell aus gewickelten Rohren herstellen will muss sich das Material gut kleben/laminieren lassen.(Selbstverständlich habe ich mir auch das bekannte Japan-Bespannpapier angesehen. Das erfordert allerdings mit nur 12/20g/m² eine ewige Wickelei um eine halbwegs knickstabiles Rohr zu erhalten.) Mit Holzkaltleim verbindet sich das Langfaserpapier wesentlich besser. Das Transparentpapier lässt sich prinzipiell auch mit Kaltleim kleben und ist so in Zugrichtung auch gut belastbar, aber da der Klebstoff hier das Material nicht anlöst/durchweicht, lassen sich die Papierstücken recht leicht wieder auseinanderschälen. Vielleicht wäre auch PVA eine Alternative, wird es doch von den Freifliegern zum Aufkleben von Mylarfolie auf das Rippengerüst verwendet. Auch habe ich über einen Stärkekleber aus Wasser und Kartoffelstärke nachgedacht, da dieses Gemisch durch Backen unter Druck (Waffeleisen) eine ziemlich feste Masse ergibt (kein Pulver mehr!).

Was würdet Ihr so wählen? Kennt vielleicht jemand eine besonders zugfeste Papiersorte oder andere wasserlösliche Klebstoffe, die geeignet wären?

Friedmar

Hallo,

kleine Gegenfrage:
gibt das eine Hängebrücke, weil Du so auf die Zugfestigkeit Wert legst?

Andernfalls wird die Druckfestigkeit das größere Problem darstellen, zumindest im Bereich der Stützen.

Hans

ich denke die beste tragefähigkeit bekommt man, wenn du die zwei enden zusammenschiebst--> bessere Belastbarkeit...

Ich würde es mal mit 2 schichten papier und 1ner schicht kleber versuchen... wenn das das gewicht nicht überschreitet.

@haru: Hängebrücke is nich, weil die Brücke an den seitlichen Stützpunkten nur lose aufliegt.
Die Druckfestigkeit spielt natürlich genauso eine Rolle, allerdings sollten dafür die Faser doch auch möglichst lang sein und in Belastungsrichtung liegen, oder? Ein Beispiel für eine erfolgreiche Konstruktion gibt's hier.

@Salvador: ganz habe ich nicht verstanden, was Du sagen willst . Wenn Du meinst, dass ein Rohr mehrlagige Wände haben soll: das ist sowieso geplant, sonst knickt es zu schnell ein.
Ich habe eben nur nicht so viel Vertrauen in die Transparentpapier-Klebung mit Weißleim, weil der das Papier eben nicht anlöst wie anderes.

Friedmar

[ 28. Juni 2002, 17:53: Beitrag editiert von: Friedmar Richter ]

Hallo,

bei der Siegerbrücke wurden ja Seile verwendet. Ist das immer noch zulässig?

Der Trick bestand ja darin, die Seile auf Zug und die Papierteile auf Druck zu belasten und konstruktiv möglichst Biegungen (=Druck und Zugspannung in einem Element) zu vermeiden.

Hans

@haru: Nö, leider sind an meiner Uni keine Seile zugelassen. Auch wird die Brücke bei uns in Dresden nur auf einer 30mm breiten Stelle in der Mitte belastet und die "Fahrbahn" darf höchstens 15 Grad zur Ebene geneigt sein.
Besser gibt die Seite der FH Rostock unter "1996" die Aufgabe wieder. Die seitlichen unteren Streben werden auf Zug und der Mittel"pfeiler" auf Druck beansprucht.

Hallo Friedmar,
das zugfesteste Papier wäre Flachspapier.Musst Du mal unter flachs das web durchsuchen. Wird aber von einer Spezialfabrik produziert.
Als Kleber ist klassischer Weißleim oder Glutofix special am besten (z.B. Glasfasertapetenkleber), der auch Polyesterpapier klebt.
Letzter Hinweis zur STatik:
Die Krafteinleitungszonen bestimmen am meisten über den ERFOLG. Hier haben sich bei uns an der Uni Bochum bei früheren Bewerben massive Klötze bewährt. Die 15° haben auch einen Sinn:
Wenn die Brücke belastet wird, bewegt sich der Lasteintragungspunkt um mehrere Zentimeter nach unten. Dann versagt erst der Druckgurt und anschließend der Zuggurt oder das Zugband. Ist der Druckgurt in der Fachwerkkonstruktion von den Auflagern her 5°-15°(je nach Längsdehnung des Zuggurtes)steigend ausgelegt, dann ist er bei einer Durchbiegung(Absenken des belasteten Knotenpunktes)horizontal oder knapp weiter und erreicht seine maximale Lastaufnahmemöglichkeit im Lastmaximum und nicht im unverformten Anfang.
Am besten ist eine Vorabuntersuchung zum Spannungsdehnungsverlauf des eingesetzten Zuggurtpapieres. Aus der Längung kannst Du dann für 1000 N die Absenkung des Lastkontens errechnen und die Steigung (als Kompensation) der Druckgurte bestimmen.
Nun mach eine schöne Konstruktion und achte vor allem beim Versuch auf eine exakte Positionoirung der Brücke, sonst hilft alles nix.
Tschö Hb