GFK - AFK - CFK - Fahrwerk?

Hallo!

Mit meinen Fahrwerken für meine Q500 - Renner bin ich noch nicht wirklich glücklich. Die Fahrwerke von KHK sind auch keine Dauerlösung, da sie nach ein einer Saison auch Delaminieren, "gummieartig" werden und plötzlich eine gewaltige Vorspur besitzen.

Der aktuelle Stand:
Über eine Art "Bock" laminiere ich 4 Lagen Kohlefaser - Multiaxialgewebe (Das Zeug vom Weberschock, eigtl. für Formen vorgesehen mit 650g/m^2). Für die Optik 2 Lagen 80er Glas und Abreißgewebe, Folie drüber und dann wird evakuiert.
Die meisten Fasern liegen, wie es sich gehört, in Längsrichtung des Fahwerks.
Die Fahrwerke sind (leider) bocksteif und Delamieren bei ruppigen Landungen.


Welcher Lagenaufbau ist für Fahrwerke sinnig?

- Helfen feine Zwischenlagen (80er Glas beispielsweise) einer Delaminierung vorzubeugen?
- Wäre der Weg weg vom dicken Gelege zu feinem UD - Gelege besser? Evtl. ein aternierender Aufbau aus 160g UD Kohle (0°) und 80er Glas (45°)?
- Kevlar sollte eigtl. von den mechanischen Eigenschaften her besser für Fahrwerke geeignet sein, da es viel Arbeit "aufnehmen" kann. Allerdings ist mir mal zu Ohren gekommen, dass AFK - Teile tendenziell schneller als CFK - oder GFK - Teile delaimieren.

Wer weiß Rat?

Gruß + Dank
Andreas

Lagenaufbau

Lagenaufbau

Viele Dünne Lagen ergeben mehr festigkeit als ein paar Dicke!! Ausserdem sollte der Aufbau symetrisch erfolgen also nicht alle Legen in eine Richtung, probier mal 80er und 160er Lagen, zuerst aus GfK. Quasiisotrop lautet das Stichwort: Oder 0°/45°/90°/0°/90°/45°/0°. Die 90° Lagen könnte man durch 93er CfK ersetzen. Viel hilft viel, trifft in der Faserverbundtechnik nicht immer zu. mfg. Udo

Hallo Udo!

Danke für die Antwort, aber ich kann - ehrlich gesagt - deinen Ausführngen nicht folgen.

Cascada schrieb:

Viele Dünne Lagen ergeben mehr festigkeit als ein paar Dicke!!

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Gilt das auch für Gelege? Wenn ja, warum?

Cascada schrieb:

Ausserdem sollte der Aufbau symetrisch erfolgen also nicht alle Legen in eine Richtung, probier mal 80er und 160er Lagen, zuerst aus GfK.

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Symmetrisch bezgl. welcher Achse?
Durch das Multiaxialgelege decke ich die Faserichtungen 90°,0°,45° ab, wobei in 0° am meisten liegen. Warum erst GFK?

Cascada schrieb:

Quasiisotrop lautet das Stichwort: Oder 0°/45°/90°/0°/90°/45°/0°. Die 90° Lagen könnte man durch 93er CfK ersetzen. Viel hilft viel, trifft in der Faserverbundtechnik nicht immer zu.

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Ich strebe doch gerade einen nicht - isotropen Aufbau an, da das Fahrwerk doch hauptsächlich Biegebeanspruchungen widerstehen muss.


Gruß
Andreas

Hallo Andreas,

kämpfe gerade (bzw. immer noch) mit dem gleichen Problem. Habe soeben das ein Urmodell fertig bekommen, um Versuche mit Vakuumverpressung zu machen, bislang habe ich nur normal laminiert und das als Ursache fürs Delaminieren gesehen.

Was inzwischen ohne Pressen ganz gut hält und trotz deutlich mehr Bodenfreiheit leichter als das KHK-Fahrwerk ist: 6,5x Kohle/Aramid 205g plus 2x 160g Kohle symmetrisch aufgebaut, die Kohle als jeweils vorletzte Lage. Etwas gegen das Delaminieren hilft es, das Gewebe vor der Verarbeitung ein paar Stunden bei 80° im Ofen zu trocknen. Ohne die Kohle ist die Bruchgefahr geringer, allerdings delaminiert es noch schneller.

Nach 50 Landungen auf unserem "Rübenacker" delaminiert das Fahrwerk aber trotzdem. Allerdings kann man jedes Fahrwerk ein paar mal durch Einträufeln von dünnem Sekundenkleber retten, danach ists meist fester als vorher. Meine aktuelle "Form" sollte 5 Fahrwerke am Stück ermöglichen, so dass ich mit einem gewissen Schwund ganz gut leben kann

isotropen Aufbau an, da das Fahrwerk doch hauptsächlich Biegebeanspruchungen widerstehen muss.

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Ich würde die Schläge von vorn, wie sie beim Landen mit unmöglichen Rädern entstehen, als wesenlicht schlimmer einschätzen. Wenn ich mal ein Fahrwerk zu schwach bzw. zu steif mache, bricht es mir normalerweise im 45°-Winkel an der oberen Biegung.

Viele Grüße,
Holger

Hallo,

mal ne Frage. Saugt Ihr das überschüssige Harz beim Absaugen mit einem Vlies ab ?

Wenn nicht, hat das Laminat zu viel harz und deswegen delaminiert es eher. Viel hilft eben nicht immer viel und beim Handlaminieren hat man meist bis zu 30%(oder mehr ) zu viel harz im Laminiat.

Das ist eine Vermutung, es gibt vielleicht Leute die das bestätigen können, oder ?

Stefan

Kleinatze schrieb:

Die Fahrwerke sind (leider) bocksteif und Delamieren bei ruppigen Landungen.

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Ist für mich ein Hinweis das man bei Fahrwerken trotz der geilen Optik von Carbon vielleicht doach besser popliges Glas einsetzen sollte. Passt einfach besser zur Aufgabe "Federn".

Zur Arbeitsaufnahmefähigkeit von Aramid: Das stimmt zwar, aber v.a. für den Zerstörungsfall. Ausserdem ist es für die Druckseite eines Biegeträgers nicht zu gebrauchen. Und Aramid ist chemisch sehr inert und damit schlecht verklebbar.

Hallo,
Die steifen C-fasern sind m.E. für Fahrwerke nicht geeignet. Ein solches Fahrwerk federt kaum, die Fuhre springt daher und das Ganze belastet die Zelle unnötig...
Das Delaminieren ist teilweise eine direkte Folge der geringen Dehnung von Carbon- Randfasern bei Biegelast, wodurch hohe Spannungsspitzen und entsprechende Scher- oder Schubspannungen zwischen den Lagen entstehen, welche nur durch die Harzmatrix übertragen werden können. Die interlaminare Scherfestigkeit ist bei Geweben vergleichsweise gering. Dazu addieren sich meist beträchtliche Torsionslasten.
Grundsätzlich kann man die Neigung zur Delamination im Kern verringern, indem man
-eine kraftflussgerechte Geometrie wählt (Radien, weiche Übergänge, ausreichende/ variable Wandstärken)
- die interlaminare Schubfestigkeit erhöht (Tempern, Zwischenlagen mit Anteil Wirrfaser)
- oder -was wesentlich praktikabler ist- die Randfasern des Fahrwerksbügels mit einem diagonalem Faserverlauf einfasst -> Gewebeschlauch drüber!
- bei allem Glas verwendet, denn dieses lässt im Gegensatz zu Kohle vernünftige Dehnungen zu und kann im Gegensatz zu Aramid auch auf Druck belastet werden.
Grüße!

PS: ups der vorige Beitrag war grad doch noch gar nicht da? Was soll`s, dann eben doppelt...

Hallo Leute!

So, mal der Reihe nach:

@ Holger: Trocknung des Gewebes? Einen ähnlichen Tip habe ich mal im Zusammenhang beim Verarbeiten von Aramid gehört. Deine Fahrwerke sind leicht als die von KHK? Respekt, ich liege derzeit noch 10g drüber . Gut, die Schwer - Belastungen sind sicherlich auch nicht zu unterschätzen, deswegen liegt ja auch ein Teil der Fasern unter 45°.
Zeig doch mal ein Bild deiner Form! Ich kann evtl. am We Fotos meine "Vorichtung" einstellen, falls es von Interesse ist.


@ Stefan: Ich sauge zwar mit Abreißgewebe ab, aber ein Flies benutze ich nicht. Mein derzeitiger Faktor Fasergewicht : Epoxi = 220g : 200g. Beim Lamieren hab ich den Eindruck, dass man noch Epoxi sparen könnte. Allerdings vermansche ich die ganze Ladung, weil ich mir gerade gedacht habe, dass ein Laminat mit einem höheren Epoxianteil weniger anfällig für Delamination ist. Daher auch kein Flies. Ein Teil des Epoxis manscht an den Ecken beim Vakuumziehen heraus.


@ Marcus: Ne, Geilokohleoptik brauche ich wirklich nicht, aus dem Alter bin ich raus. Das Gelege sieht eh nicht spannenden aus. Das Gelege ist billig und war halt gerade da, und ich dachte mir, dass die einzelnen Faserns der Gelegeschicht sich wohl kaum trennen. Daher die Idee, es für Fahrwerke zu nehmen.


@ Achim: Ok, vermutlich sind Glasfasern hier wirklich besser. Mein Fahrwerke haben aus den von dir genannten Gründen keine scharfen Radien, sondern sind "Rundbügel". Erhöhung der interlaminaren Schubfestigkeit durch Wirrfasern? Klingt interessant. Vielleicht bringt ja mein Versuch mit der Zwischenlage von 80er Glas etwas Besserung.


Ich werde für die nächste Ladung Fahrwerke mal folgendes Probieren:
160er Glas Leinwand (45°) + 160 UD (0°) + 160er Glas Leinwand (45°) + ... (Ich schätze, ich brauche locker 20 Lagen).
Vielleicht gibt es ja auch passende multiaxial - Glasgelege.

Allerdings graut es mir jetzt schon vorm Zusägen... gruselgrusel..


Grüße
Andreas

passt scho

Meine "Form" ist eigentlich auch eine Art Bock, nur hat dieser die Breite von reichlich 5 Fahrwerken. Hinterher werden diesen dann unter Einsatz von 6 Sägeblättern mit der Dekupiersäge getrennt. Dazu habe ich 3 Styrodurplatten zwischen zwei Sperrholzschablonen geklebt und das Styro dann auf Form geschliffen. Anschließend habe ich den Klotz mit 1.5er Balsa beplankt, um eine gleichmäßige und einigermaßen druckfeste Oberfläche zu erhalten. Zum Schluss wird das Ganze dann bebügelt, damit es ohne langes Schleifen eine halbwegs glänzende Oberfläche ergibt. Durch die Sperrholzseiten und die Balsabeplanukung erhoffe ich mir eine bessere Vakuumbeständigkeit als mit einem reinen Styrodurklotz - man wird sehen.

Zum Gewicht: das leichteste, was vielleicht ein Dutzend Q500-Landungen gehalten hat, wiegt 18g und ist knapp 2mm stark. Das oben beschriebene wiegt 24g, das KHK ca. 31g bei 3mm. Allerdings sind meine Fahrwerke für Q500Sport ausgelegt und etwas länger, um für mehr Bodenfreiheit mit 10"-Props zu sorgen und sind bislang reine Handlaminate ohne Verpressung mit entsprechend hohem Harzanteil. Dafür werden sie aber im Backofen mit viel Liebe stufenweise bis ca. 100° getempert. Vielleicht wirds ja doch noch was mit dem unzerstörbaren 15g-Fahrwerk

Viele Grüße,
Holger

hsteinhaus schrieb:

Vielleicht wirds ja doch noch was mit dem unzerstörbaren 15g-Fahrwerk

Viele Grüße,
Holger

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Ich bin da höchst zuversichtlich

Mein Bock sieht genauso aus. Statt Balsa und Folie hab ich da GFK drauflaminiert.


Grüße
Andreas

P.S.: Sehen wir uns in Scherfede?

Hallo

Hab da mal eine Frage ??
Laminiert ihr die Fahrwerke komplett gleich dick, oder sind sie in der Mitte, wo die höchste Beanspruchung ist dicker .
Sinnvoll ist doch außen etwas dünner zu sein damit es da auch mitfedert.

Fragt Aloys.

Hallo,

Laminiert ihr die Fahrwerke komplett gleich dick, oder sind sie in der Mitte, wo die höchste Beanspruchung ist dicker .

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Habe beides schon probiert. Aber eigentlich gefällt mir gleiche Stärke, aber nach unten schmaler werdend besser, da es so keine Sollbruchstellen m Material gibt.

P.S.: Sehen wir uns in Scherfede?

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Aber sicher doch - sofern mindestens eins der soeben eingelegten Fahrwerke verwendbar ist

Grüße,
Holger

Warum sollte CFK nicht genauso bzw. besser für Fahrwerke geeignet sein wie Gfk.
Natürlich bricht CFK wenn es überbelastet wird und GFK reißt nur ein, allerdings wenn der Punkt der Überbelastung erreicht sind beide Bauteile defekt.

CFK hat aber eine höhere Festigkeit und bricht daher erst bei höheren Belastungen. Die Arbeitsaufnahmefähigkeit bei CFK Fahrwerken ist von der Theorie sicherlich viel höher als 50 oder 500 Landungen.

Das Problem liegt nicht an der Faser sondern an der Verarbeitung und Dimensionierung.

0°/45°/90°45°/0, dann kann ich mir auch ein Alufahrwerk biegen mit in etwa gleichem Gewicht.
z.B. Welche Faserausrichtung wäre bei einem langen dünnwandigem Rohr ( über 50cm ) welches nur auf Biegebelastung beansprucht wird sinnvoll?
Es hat sich gezeigt, dass 22° hier deutlich höhere Festigkeiten erreicht als 0°.
Dies zeigt, dass nicht immer die Belastungsrichtung gleich der Faserrichtung die beste Lösung ist, sondern es durch innere Spannungen durchaus bessere Alternativen gibt.

Auch bei einem Fahrwerk welches auf Biege und auch Torsion belastet wird halte ich es für sinnvoll nicht 45° und 0° zu verlegen sondern 22,5°.

Mehr Druck und weniger Harzanteil bei der Herstellung und man hat ein superleichtes haltbares Fahrwerk!

Hi

So wie ich das sehe fängt das Delaminieren am kleinsten Radius des Systems an.
Das ist der Knick oder Radius unter dem Rumpf.
Die inneren Fasern werden gespannt und die äußeren gestaucht und dann spalltet das Laminat auf .
Von Landung zu Landung werden diese Schäden größer und das Fahrwerk wird Weich.
Zu verhindern nur durch Größeren Radius oder aufdicken.
Natürlich mit dem gleichen Material und nicht mit Füllmittel.

Gruß Aloys.

Moin,

also ich hab bis jetzt mit meinen Kohlefahrwerken gute Erfahrungen gemacht.
Gebaut hab ich sie auf den originalen (gewachsten) Alubügeln, die mit provisorischen Seitenwänden zum U-Profil gemacht wurden. Außen kommt immer nach der Glasschlichtlage eine diagonale Lage Kohlefaser zur Aufnahme der Torsionskräfte. Der Kern ist dann aus Roving oder UD-Gelege, also komplett unidirektional. Abstufung über die Fahrwerksbreite. Teils in den höchtbelasteten Knick noch etwas mehr Material.
Bis jetzt haben die so gemachten Fahrwerke sehr gut gehalten und es gab auch keine Veränderungen, Rissbildungen oder Delaminationen. Um letzteres (gerade im Knick) zu verhindern, könnte man das Fahrwerk generell in einen Schlauch packen oder zumindest im Knick einen oder mehrere Schläuche drüber ziehen. Damit bekommt man da jedenfalls Fasern in die Bleastungsrichtung, die gegen die Delamination helfen. Ansonsten hat man da keine Fasern in Benspruchungsrichtung und gegen die mögliche Delamination wirkt nur die Klebkraft des Harzes, die die Fasern zusammenhält.

Bei einem etwas weichen Kohle-Kevlar-Fahrwerk hab ich nachträglich (auch wenn optisch nicht schön) noch ein Stück Schlauch über den Knick gezogen. So hält es auch sehr gut.

Bei einem sehr leichten Fahrwerk mit Sandwichkern war die Delamination am Knick nicht in den Griff zu bekommen.

Zwei Beispiele:

Kohlefahrwerk einer 5,25 kg Yak 54. Außen diagones Gewebe, innen Rovings oder Geleg (bin mir nicht mehr sicher). Sonst nichts weiter. Ist etwas zu fest und steif geworden. In der der Praxis funktioniert es problemlos. Gewicht 110 g gegenüber den 230 des Alubügels.


Kohlefahrwerk am 1,2 m 1200 g Kunstflieger. Außen diagonales Kohlegewebe, innen als Hauptaufbau Kohlegelege, am Knick abgestuft 2 zusätzliche Lagen.
Gewicht beider Bügel 21 g, Original in Alu 44g. Auslegung passt genau, es federt sehr schön und hält seit jetzt ca. 25 Flügen ohne Probleme und ohne jede Änderung oder Delaminationstendenzen.

tomye78 schrieb:

Warum sollte CFK nicht genauso bzw. besser für Fahrwerke geeignet sein wie Gfk...

Das Problem liegt nicht an der Faser sondern an der Verarbeitung und Dimensionierung.

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Da hast Du grundsätzlich schon recht, aber genau da kommen wir Amateure an die Grenzen.

Für korrekte Auslegung muss ein CFK-Bauteil, das federn muss, sehr dünn sein (weil sonst schon bei geringem Federweg die Bruchdehnung überschritten wird, das Fahrwerk also entweder zu hart oder zu wenig fest wird.)

Und diese geringen Dicken dann mit "Handlauflegeverfahren" korrekt hinzubekommen ist eben die Schwierigkeit.

Arnes Post oben ist ein schönes Beispiel: Das obere Fahrwerk ist "etwas zu steif geworden". Beim unteren hats gepasst. Ist aber ein Stück weit eine Lotterie.

Arnes Post oben ist ein schönes Beispiel: Das obere Fahrwerk ist "etwas zu steif geworden". Beim unteren hats gepasst. Ist aber ein Stück weit eine Lotterie.

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Da gebe ich Markus Recht, dass ist leider teils so. Wobei man sich mit etwas Erfahrung doch meist im praxistauglichen Bereich bewegt. In meinem Fall einmal etwas hart, aber immer noch problemlos im Betrieb. Im anderen Fall genau getroffen. Bei den kleinen Modellens scheint es mir aber auch leichter zu sein.
Auch wenn das Fahrwerk hier in der Dimensionierung natürlich angepasst auch nicht weniger halten muss, scheint es doch irgendwie unkritischer auf Versagen zu sein. Mein kleines federt jedenfalls sehr schön mit garnict sowenig Weg und seit jetzt ca. 30 Flügen ohne jedes Anzweichen von Versagen oder Delamination. Es ist aber auch wie Markus schreibt recht dünn, ca 2mm.

Gruß Arne

tomye78 schrieb:

Warum sollte CFK nicht genauso bzw. besser für Fahrwerke geeignet sein wie Gfk.

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Die Probleme aus der kleinen Bruchdehnung von CFK haben ja schon andere genannt. Es kommt aber noch ein weiteres, vielen unbekanntes Problem dazu: Wenn man 45°-Lagen im Laminat hat, ergibt sich eine erhebliche Beanspruchung der Matrix zwischen den Lagen durch die Querkontraktion der 45°-Lage.

So ist die Querkontraktion bei HM-Kohle sogar 1!

Die Querkontraktion ist das Maß, um das ein Teil schmaler wird, wenn es langgezogen wird.

Und zu guter Letzt ist die Faser-Harz-Anbindung bei CFK normalerweise etwas schlechter als bei Glasfasern (mit I550)

Alles in allem führt das halt dazu, dass CFK eher empfindlich auf nicht perfekte fasergerechte Auslegung reagiert.

Ciao, Steffen