Bearbeitung und Befestigung von CFA Rohren

[joetaiga]

Hallo zusammen,

ich überlege gerade, ob ich für mein nächstes Projekt nicht lieber CFA Rohre anstatt Alurohre nehmen. Da es ein Astrograph mit einem Quarzspiegel werden soll, bekomme ich nach meiner Rechnung mit Aluminium Probleme mit dem thermischen Verhalten und müsste schon bei <1Kelvin Temperaturänderung neu fokussieren. Im Internet findet man allerdings auch jede Menge Panik wegen der Bearbeitung.

Die Rohre müsste ich nur auf Länge sägen und dann mit einem Expanderverbinder auf Multiplexringe verschrauben. So ähnlich wie auf dem Bild hier.

Von dem Projekt habe ich auch noch die Expanderverbinder. Das sind solche hier:

Expanderverbinder für Rundrohr | M 6, M 8 und M 10 | OLAF

Für runde Rohre finden Sie passende Schraubverbinder im OLAF Online Shop. Wir liefern Oskar Lehmann Produkte auch in Kleinstmengen ab 1 Stück.

olaf-plastik.de

Normalerweise stelle ich das Rohr auf einen Holzblock und schlage den Verbinder mit einem Handfäustchen in das Rohr ein. Da muss man schon ganz schon drauf hauen. Hält das so ein CFK Rohr aus oder wird das reißen?

Danke und Grüße,
Joachim

 

[astro_alex80]

Hallo Joachim,

aus eigener Erfahrung mit Carbon. Beim Bearbeiten (Sägen/bohren) Maske und Handschuhe tragen, wenn auf ganz Nummer sicher, im Freien.

Das reinschlagen der Verbinder sollten sie abkönnen. Kannst dir ja mal ein Teststück besorgen.

Grüße,
Alex

 

[soundfan]

Im Modellbau arbeite ich viel mit CFK Rohren. Vom EInschlagen würde ich hier dringend abraten! das ist die Belastung, die die Rohre am wenigsten abkönnen.

Am einfachsten wäre es, ein passendes Metallrundmaterial mit Außendurchmesser ~1/10mm kleiner als der Innendurchmesser des CFK Rohrs, auf dieses / in dieses Rundmaterial das gewünschte Gewinde drehen und das Ganze dann mit CA Kleber einkleben. Da reichen 3cm Tiefe im CFK Rohr, dann kannst da damit ein Auto abschleppen. Als Material vorzugsweise Alu, das verbindet sich am besten mit dem CA Kleber. Solche kleinen Drehteile sind auch einfach selbst hergestellt oder jeder Dreher macht dir die in einer ruhigen Minute.

 

[joetaiga]

Hallo Alex, Mike,

danke für euer Feedback.

Von den Einschlagteilen habe ich halt jede Menge. Damals war das kleinste Gebinde 100 Stück und ich musste noch 50 Mark Mindermengenzuschlag drauf zahlen. Heute kriegt man die ja auch einzeln im Webshop. Die liegen jetzt schon seit fast 25 Jahren in der Schublade. Vom Prinzip sind die Dinger super. Die verbinden meine Alustangen mit einer Festigkeit, die kaum zu glauben ist.

Daher würde es wahrscheinlich am einfachsten sein, die Einschlagteile etwas abzuschleifen, damit die auch ohne viel Gewalt rein gehen. Festklemmen tun die sich dann schon von alleine, wenn man die Schraube anzieht. Das sollte ein CFK Rohr aushalten. Ich habe mal in den Materialeigenschaften nachgesehen. Von der Grundfestigkeit ist das Zeug auch in der Hinsicht nicht wesentlich schwächer als Aluminium. Wenn nicht kann ich sie auch entsprechend weiter bearbeiten, sodass ich sie einfach einschieben und kleben kann und sie sich dann nicht mehr so stark spreizen.

Am besten werde ich mir, wie von Alex vorgeschlagen, mal ein kurzes Stück besorgen um damit zu experimentieren.

Brauche ich da zum Sägen einen besonderen Atemschutz oder tut es da auch eine normale FFP2 Maske? Sägen werde ich das entweder mit einer Puksäge oder einer Laufsäge in einer Gehrungslade. Also nicht mit der Flex oder einem Dremel oder so. Verarbeiten muss ich das sowieso draußen. Wenn ich bisschen nass mache, sollte es nicht groß Staub geben.

Grüße,
Joachim

 

[MikeWölle]

Hi, als Bogenschütze hat man ähnliche Herausvorderungen: Metallspitze in Karbonnrohr befestigen. Mein Rat: Unbedingt kleben und keinesfalls einschlagen, Karbon ist brüchig und sehr fragil wenn es falsch belastet wird.
CS Mike

 

[arago]

Hallo Joachim

Sägen werde ich das entweder mit einer Puksäge oder einer Laufsäge in einer Gehrungslade.

Kohlefaser wirkt auf HSS-Stahl und Hartmetall wie Schmirgelpapier. Diese Werkzeuge sind in nullkommnix stumpf und der Schnitt neigt dann schnell zum ausfransen oder wird schief. Carbon lässt sich sehr gut schleifen. Zum ablängen eignet sich am besten eine sehr schmale Trennscheibe (1mm!) mit einer Flex im Trennständer. In etwa so was oder so was aber in kleiner.

Brauche ich da zum Sägen einen besonderen Atemschutz oder tut es da auch eine normale FFP2 Maske?

Die Wirkung vom Schleifstaub wir hier immer wieder stark übertrieben. Das wird in erster Linie dann relevant wenn man mit dem Zeug tagtäglich zu tun hat. Für diese Kleinanwendung sollte eine einfache Schutzmaske erstmal völlig ausreichen.

Zum kleben kann man UHU plus endfest 2-K-Epoxidharzkleber verwenden. Das hält bombenfest.
Man sollte in die Rohre nichts "reinhämmern". Die splittern sonst auf oder reißen. Also immer nur ohne Spannung schön einkleben!

Gruß
Peter

 

[MikeWölle]

Es ist exakt, wie Peter es beschrieben hat, auch ich verwende den gleichen Kleber und eine dünne Trennscheibe. Beim Sägen kann das Material ausfransen.
CS Mike

 

[Ronald_Stenzel]

Die Wirkung vom Schleifstaub wir hier immer wieder stark übertrieben. Das wird in erster Linie dann relevant wenn man mit dem Zeug tagtäglich zu tun hat. Für diese Kleinanwendung sollte eine einfache Schutzmaske erstmal völlig ausreichen.

Aua, das ist wie beim Asbest - da reicht auch ein einmaliger Kontakt.
Carbonfaserstaub gilt aufgrund seiner Struktur als hochgradig krebserzeugend - bei uns in der Firma wurden Carbonplatten nur unter Wasser geschnitten.
Wenn mit Maske, dann nur im Freien arbeiten.

 

[MikeWölle]

Es kommt auch- zumindest im Bogensport- beim Pfeileziehen immer wieder mal vor, dass man sich eine Carbonfaser in die Finger zieht, die sind extrem dünn, nicht mal mit Uhrmacherpinzette richtig zu erwischen und eitern schmerzhaft aus.

Einmal hat sich eine Schützin versehentlich durch die eigene Hand ein Loch geschossen, mit einem Carbonpfeil. Wenn der dann auffasert ist es ein Alptraum für Chirurgen alle Fasern heraus zu operieren.
CS Mije

 

[Frank66]

Hallo

Es gibt was die Belastung eines Rohres von Innen angeht ganz erhebliche Unterschiede zwischen gewickelten Rohren und Pulttrudierten.

Gruß Frank

 

[joetaiga]

Es kommt auch- zumindest im Bogensport- beim Pfeileziehen immer wieder mal vor, dass man sich eine Carbonfaser in die Finger zieht, die sind extrem dünn, nicht mal mit Uhrmacherpinzette richtig zu erwischen und eitern schmerzhaft aus.

Einmal hat sich eine Schützin versehentlich durch die eigene Hand ein Loch geschossen, mit einem Carbonpfeil. Wenn der dann auffasert ist es ein Alptraum für Chirurgen alle Fasern heraus zu operieren.

Deshalb schießt kein Primitivbogenschütze mit Carbonpfeilen. Ich schieße Holzbögen und den Handrücken. Carbonpfeile sind da Tabu. Ich mache meine Pfeile selbst aus Holz. Da ist mir noch nie was passiert, außer dass mal der Federkiel in die Hand schneidet, wenn man nicht die richtige Griffhöhe erwischt hat.

Ich werde mir mal so ein Trennständer besorgen. Kostet ja weniger als eins der Carbonrohre.

Die CFZ für meine Konstruktion liegt bei ca. 40µ und bei 30µ mit einem Starizona Korrektor. Die Häfte der CFZ wäre bei idealem Fokus der Toleranzbereich.

Mit CFK Rohren komme ich mit Quarzspiegel grob überschlagen auf einen Fokusshift von ca. 3µ/Kelvin. Das entspricht etwa einem Step bei meinem Fokusmotor. Mit Pyrex, Suprax, Borrofloat wäre der Fokus praktisch temperaturstabil. Selbst mit Quarz müsste ich pro Nacht maximal 1-2mal nachfokussieren.

Zum Vergleich käme ich bei Alurohren und Quarz auf 23µ/Kelvin. Mit Pyrex wären es 20µ und mit BK7 14µ. Vor Mitternacht hat man schon mal steilere Temperaturgradienten. Das merkt man dann schon.

Es gibt was die Belastung eines Rohres von Innen angeht ganz erhebliche Unterschiede zwischen gewickelten Rohren und Pulttrudierten.

Wo ich jetzt nach der Info gegoogelt habe, bin ich auf das gestoßen:

Carbon Kevlar Rundrohr 20x18x1000mm

Starkes Carbon Rundrohr, laminiert mit Carbon-Kevlar Köper Gewebe Oberflächenmaterial. Für anwendungen wo hohe Schlagfestigkeit nötig ist.

www.carbonwebshop.de

Das sollte doch die Probleme mit den Wandbelastung lösen. Absägen muss man es natürlich trotzdem. Der Ausdehnungskoeffizient scheint wohl etwas größer zu sein. Große Unterschiede sollte es aber nicht machen.

 

[joetaiga]

Der Ausdehnungskoeffizient scheint wohl etwas größer zu sein.

Ich sehe gerade, dass die Fasern einen negativen Ausdehnungskoeffizienten haben. Wenn es abkühlt, werden die Fasern länger. Der Effekt ist etwas stärker als bei Kohlefasern. Das würde meiner präferierten Variante mit dem Quarzspiegel sogar noch entgegen kommen. Da überwiegt mit CFK noch die Ausdehnung der Alu und Holzbauteile. Das würde das stärker kompensieren als bei reinen CFK Rohren. Den genauen Ausdehnungskoeffizienten für die Carbon Kevlar Rohre konnte ich allerdings herausbekommen. Viel mehr kosten würde es wohl nicht.