Leiste mit hoher Tragkraft für Sportgerät

[PetePeter]

Hallo liebe Woodworkerprofis,

ich möchte gerne mein Streetboard modifizieren.

Zum Verständnis, so sieht ein Streetboard aus:

Hierbei möchte ich die "Stancebar", also die mittlere Leiste, auf der die beiden rotierenden Pads befestigt sind, durch einen vom Schreiner hergestellten Eigenbau auswechseln.

Die Maße der momentanen Bar sind:

Länge: 620mm
Breite (max): 210mm
Breite (min): 100mm
Höhe: 12mm

Die Bar ist 9-fach verleimt und besteht aus Kanadischem Ahorn/ auch Zucker-Ahorn.

Hier noch einmal die Bar mit Maßen:

Ich möchte diese Bar nun abgewandelt wie auf folgender grober Skizze bauen.

Länge: 720mm
Breite (max): 210mm
Breite (min): 50mm
Höhe: 12mm

Die Verringerung der Minimalbreite auf 50mm bewirkt das sich der Einschlagwinkel der rotierenden Platten vergößert, bevor die Achsen an das Holz schlagen. Die Höhe muss bestehen bleiben da das Pivot-system (also das System was die (theoretischen) 360° Drehung der 2 äußeren Platten zulässt) diese Höhe benötigt.

Somit stehe ich vor dem Problem, das Zuckerahorn (nach Wikipedia mit einer Rohdichte von ~500-800 kg/m³) durch die Verringerung der Breite an beiden Enden und der Verlängerung der Bar um 100mm, der Belastung nicht mehr standhält. (Es soll wohl 3 mal das eigene Gewicht aushalten, was in meinem Fall 3x 87 Kg wäre, sprich min. 261 Kg.) Da im Boardbau kanadischer Ahorn als das Maß aller Dinge betrachtet wird, gibt es auch keine vergleichbare industriell hergestellte Bar wie diese, da die Bars auch schon bei einer Mindestbreite von 100mm bei großer Belastung (hohe Sprünge und bei den sogenannten Grinds) brechen.

Ich dachte nun daran, härteres Holz zu verwenden. Es müsste in etwa die gleichen Eigenschaften in Sachen Flexibilität und Wasserunempfindlichkeit wie Zuckerahorn haben.
Bei meiner Suche nach solchem Holz stieß ich auf:

Grenadill (~ 1400kg/m³) oder
Ipe (Lapacho) (~1450kg/m³)



Nun stehe ich jedoch vor dem Problem, das für ein 9-fach verleimtes Brett mit der Höhe von 12mm sogenannte Furniere benötigt würden, je ~1,3mm, oder evtl noch feiner, da evtl der Leim auch noch 1-2mm bringen könnte.

Da ich mich mit Verleimungen nur grob auskenne, bräuchte ich nun Informationen über:

1. Die nötige Beschaffenheit der Furniere (also ob z.B. die Oberfläche angeraut oder eher doch glatt poliert sein müsste).
2. Ob sich die beiden oben genannten Hölzer für eine Verleimung eignen.
3. Ob evtl. auch z.B. weniger exotisches Holz wie z.B. Pockholz (Eisenholz) die Eigenschaften / Härte erfüllen könnte (An Grenadill/Ipe Furniere zu kommen gestaltet sich wohl schwierig).
4. Und, sollte ich doch das exotische Holz benötigen, einen Tipp für einen (am besten Online-)Händler der Furniere dieser Art und mit diesen Hölzern anbieten kann, und das auch noch in einer solch minderen Abnahmemenge (im Grunde wäre es ja nur eine 2m x 1m Platte bzw. neun 1m x ~ 0.21m Platten).

Solltet ihr noch andere Anregungen haben oder mein Ansatz / Planung fehlerhaft sein sollte, dann immer her mit der Kritik.

Tut mir leid das der Thread so lang geworden ist, ich wollte jedoch sicher gehen das ich alle nötigen Informationen liefere.

Ich freue mich auf Eure Antworten.

MfG

Pete

 

[elgarlopin]

Hi Pete,
such doch mal nach 'nem streetboard-forum!
Franz

 

[PetePeter]

Hallo Franz,

Streetboard-Foren sind leider so eine Sache, es gibt sie, es gibt sie auch zu Hauf, nur ist gerade die Streetboard Community sehr klein, was sich im Endeffekt in den ganzen "Geisterstadt"Foren niederschlägt.

Ich suche nun schon einige Wochen, mittlerweile auch nur noch in UK/US Foren nach Lösungen für mein Problem, nur leider sind "Cruiser" wie ich , also Leute die Streetboards nicht ausschließlich nur zum Rampen hoch und runterspringen nutzen, deutlich in der Unterzahl.

Die Boards, speziell die breiten Bars sind auf "Skatepark" und Ramp zugeschnitten, die dünneren Bars für Cruiser gingen im Laufe der Entwicklung vom Snakeboard zum Streetboard leider verloren.

Der Entwurf und die technische Zeichnung steht, nur benötige ich nun Fachmeinungen was die Sache mit dem Holz angeht.

MfG

Pete

PS: Solche "Selbstbau-Boards" prägen die Geschichte der Snake- bzw Streetboards. Das damals legendäre Anderson One wurde sogesehen auch "in der Garage erfunden".

 

[dascello]

Sehr viel Furnier hat Koch in Dortmund. Dort erhielt ich auch schon mal Restposten.

Bei der Schilderung Deines Problems fiel mir übrigens spontan Eisenholz ein. Später erwähnst Du es selbst. Ob es so was überhaupt als Furnier gibt, weiß ich nicht.

Es müssen m.E. auch nicht neun Schichten sein. 5 oder sieben dickere tun es auch. In dem Fall könnte man die Blätter auf der Dickte aushobeln und dann in der Presse verleimen.

Das braucht aber richtige Maschinen. Nicht ne HKS und ein paar Zwingen im Keller......


Wie wäre es, zum Metaller zu gehen und das Teil in Alu CNC fräsen zu lassen?


Gruß

Michael

 

[PetePeter]

Hallo Michael,

ich hätte hier nen Händler, der Furniere anbietet, und sogar (und das hätte ich nicht gedacht) Grenadill als Furnier im Angebot hat.

Lagerprogramm|Furniere|Wischer GmbH - Furniere, Massivholz |Holzarten

Jedoch vorerst nur in 0,6mm, aber anscheinend gibts es auch diese extremen Harthölzer als Furnier. Ob dort auch andere Stärken angefertig werden weiß ich noch nicht, bin gerade auf die Seite gestoßen.


Über Metall, speziell Aluminium, habe ich auch schon nachgedacht, nur habe ich dort 2 Probleme:

1. Rost / Flugrost
2. eine Dichte von 2,7 g/cm³. sprich 2700 kg/m³, was das Gewicht der Bar nochmal einiges in die Höhe treiben würde (sogesehen das 4- bis 5-fache des jetzigen Gewichts)

Sollte alles in Sachen Holz scheitern, werde ich den Alu-Kompromiss eingehen, nur ist es halt nicht wirklich optimal.

MfG

Pete

PS: KOCH GMBH - EDLE HÖLZER | Furniere | Schnittholz | Massivholzplatten habe ich schon gefunden, hat nur leider weder Grenadill noch Ipe.

 

[Grille]

Hi, ich baue selbst Longboards aus verleimten Buchensprerholz, und das funktioniert super. Könntest ja einen Versuch starten. Bei einer Belastung von 120kg + dynamische Belastung sind noch keine Probleme aufgetreten.

Nur als Gedankenanstoß

mfg

 

[Uwe4711]

Luftfahrtaluminium

Mein Draht zur Luftfahrtindustrie ist wg. Urlaubs z.Zt. unterbrochen, aber google mal nach "Luftfahrtaluminium" oder "Fliegwerkstoffen".

Dies Material ist leicht wie Aluminium, aber so zäh und stabil, daß Halbzeuge von Hand fast nicht mehr zu bearbeiten sind, ich bin damals tüchtig ins Schwitzen gekommen, ein Stückchen zu sägen.

Peterpeter, wenn Du also mit Holz nicht weiterkommst, versuch es mal damit.


Gruß, Uwe

 

[Grille]

Oder du machst einen dünnen Holzkern (ca. 8-10 mm) und laminierst oben und unten eine Schicht GFK für die Steifigkeit auf.

mfg

 

[uli2003]

Ich denke nicht, dass extrem hartes Holz in der Gesamtfestigkeit einen großen Unterschied ausmacht. Dies ist deutlich spröder, und neigt so unter Umständen sogar eher zu Bruch.

Ein zähes, elastisches Laubholz dürfte das richtige sein, da ja auch auf Verwindung belastet wird.

Vielleicht kannst du ja auch 2 Aluminiumschichten in deine Verleimung mit einbauen, wie eine Sandwich-Platte?


Grüße
Uli

 

[PetePeter]

Also erstmal vielen Dank für die rege Beteiligung an meinem Problem.

@ Uwe4711
Das mit dem Luftfahrt-Alu hab ich mir gerade angeschaut, mir fehlen aber hierbei Vergleichswerte, sprich Dichte und besonders ob es auch von einem "normalen" Metaller bearbeited werden kann. Und natürlich auch ob ich solches Aluminium auch in, für solche Betriebe, eher unüblichen Mengen bekommen kann.

@ Grille
Ich muss ja gestehen dass ich mir die Longboard Bauweisen und das verwendete Holz auch schon näher angeschaut habe, da ich dachte das sich dort evtl. eine Lösung für mein Problem anfindet. Ich habe sogesehen 2 "setups" für mein board, eines davon zum "cruisen", in der ich 280mm Plates (Breite) benutze, 2 höher gesetzte Viking Achsen, VxB Ceramic Kugellager und 97er 78a (diese hier) Rollen benutze... die beiden letzteren Sachen stammen sogesehen eher aus der Longboard Szene. Nur leider behindert mich der eingeschränkte Rotationswinkel schon sehr.
Buche liegt im Härte/Dichte Verhältnis ein wenig unter Kanadischem Ahorn, und das Problem liegt denke ich darin das bei deinen Longboards die Belastung auf Stellen des Holzes liegen, die schätze ich breiter sind als 50mm.

@ uli2003
Ich habe zumindest von den Hersteller-Details über Grenadill erfahren, das es eine sehr geringe Porendichte aufweist. Ich habe angenommen das dies ein Indiz wäre, das dieses Holz dem Ahorn in Sachen Sprödigkeit nah kommen könnte.
Einen Metallkern zu verbauen, um dann darum elastisches/weiches Holz zu verleimen, kam mir auch schon in den Sinn, nur leider sind die meisten Metallarten sehr schwer oder zu leicht verformbar (Stichwort Aluminium).
Was wären denn z.B. zähe, elastische Laubhölzer?

Sollte ich mich mit der Sprödigkeit oder dem Elastizitätsmodul bei Grenadil irren, wäre das fatal, da ich mit Bindungen an dem Board angeschnallt bin... sprich bricht das Board, breche ich, was sicher nicht wenig Brüche werden wenn ich größtenteils ungeschützt bei 50km/h nen Barbruch erlebe..

Wie gesagt ich bin halt auch nur Laie was das angeht, ich habe soeben mit einem Großlieferanten gesprochen der sich bis Montag schlau machen will ob er 1,3mm Grenadill Furnier bekommt, sieht wohl aber danach aus. Sollte das nun wirklich nicht mit Holz realisierbar sein, hilft mir evtl. Uwe´s Aluminium weiter.

 

[Dusi]

Ich habe mal gelesen, dass man Carbon auch selber verarbeiten kann. Im Netz gibt es auch ne Menge Info dazu. Ich kenne mich selber nicht aus, aber das mūsste doch das ideale Material sein.

 

[PetePeter]

GFK hat einen sehr niedrigen Elastizitätsmodul, sprich wäre ungeeignet wenn eine hohe Steifigkeit benötigt wird.

Carbon zu verarbeiten ist sogesehen gar nicht schwer, es handelt sich ja hierbei um eine Art "Folie", die durch Klebstoff/Harz auf einer Oberfläche befestigt wird.

Ab einer Grammatur von 300g/m² sollte das ganze sogar Weichholz so stabilisieren, das ein "echtes" Brechen beinah unmöglich wäre...

Auf Carbon wär ich wirklich nicht gekommen, danke Dusi.

 

[Raumteil]

Hallo,

die Verringerung der Breite von 100 auf 50 mm ist nach meiner Einschätzung schon 'ne harte Nuss. Hinzukommt die Kerbwirkung durch die eckige Einschnürung und die Torsionsbelastung, die deine Lagen gegeneinander verschieben will.

Ich glaube nicht, dass das rein in Holz umzusetzen ist. Selbst wenn Du ein besseres Holz finden würdest (die Dichte als Kriterium finde ich nur bedingt aussagefähig, wichtig sind ja auch Faserverlauf und -länge), bräuchtest Du wie oben schon gesagt auch professionelle Maschinen, um eine optimale Verleimung zu erhalten. Ich glaube die Boardhersteller holen da schon das Maximale raus und wenn es da schon bei 100mm zu Brüchen kommt ...


Wenn Selbstbau, dann würde ich auch eher in Richtung CFK-Sandwich gehen. Kenne das ganze nur vom Modellbau, aber für Deine Belastungen muss man sicherlich einiges beachten (Faserorientierung, Harzanteil, Temperatur).

Hinzukommt, dass (reines) CFK für Kerbwirkung (s.o. Design) und "Spontanbrüche" anfällig ist (dadurch ist schon so mancher Flieger in der Luft innerhalb von Sekundenbruchteilen "geplatzt").

Ehrlich gesagt würde ich mal schauen, ob's irgendwo ein Studentenforum Fachrichtung Maschinenbau oder Materialtechnik gibt. Oder vielleicht auch mal in einem Modellfliegerforum, da gibt's auch Cracks, die sowas dimensionieren können.

Wie auch immer, das Ergebnis wäre sicherlich interessant.


Grüße,
Markus

 

[PetePeter]

Hallo Markus,

ich habe vor einigen Stunden Verbindung zu jemandem aufgebaut, der damals mit an den ersten Holz-Snakeboards (sprich sogesehen die Vorläufer der heutigen Streetboards) mitgewirkt hat. Er sieht es auch so, das ich mit einer Legierung arbeiten muss, da wohl auch damals das Problem der Stabilität für größere/schwerere Fahrer bestand.
Glücklicherweise habe ich wie schon gesagt nicht vor diese Bar mit Grinds oder großen Sprüngen zu belasten, sodass ich zumindest von daher keine großen Abnutzungserscheinungen haben werde, trotzdem muss die Bar gegen den Ernstfall gewappnet sein.

Die Skizze oben ist auch nur ein grober Entwurf, ich werde die Technische Zeichnung noch in ein Vektor Programm übertragen, dort sieht man auch das die Ecken sehr viel mehr abgerundet sind als in meiner Skizze (die Schwenkbahn der Achse habe ich dementsprechend genau berechnet damit der 50mm Part nicht zu lang wird).

Momentan bin ich der Meinung das mit einer 7-fach Verleimung von Grenadil Furnier und einer CFK Legierung (Grammatur 420g/m², also einer schon etwas dickeren Schicht) anzugehen, ich werd auf jeden Fall deinen Rat mit dem Studentenforum befolgen, danke für den Tipp.

Zum Thema professionelle Maschinen, ich werde das ganze nicht im Eigenbau anfertigen können, da mir die nötigen Mittel dafür fehlen und insofern das an einen Schreiner mit den benötigten Möglichkeiten übergeben (schon allein deshalb, weil man für die Bearbeitung von Grenadill Sägen aus Wolframcarbid oder Stellite benötigt)


Auch wenn es bei dieser Lösung bleibt, werden wohl einige Wochen ins Land ziehen bis ich vor der fertigen Bar stehe, aber ich werd es mir nicht nehmen lassen das Ergebnis zu posten, nachdem mir hier so massig hilfreiche Kritik und Ideen vermittelt wurden. Vielen Dank nochmal an alle dafür.

MfG

Pete

PS: Da nicht alzu viele etwas mit Grenadill anzufangen scheinen können, Wikipedia und Händler geben folgende Merkmale an:

-Laubbaumart aus der Gattung der Dalbergien
-Dichte von 1400 kg/m³ / Darrdichte von 1200 kg/m³
-sehr fein und homogen strukturiert
-äußerst feinporig, zerstreutporig, zwei deutlich verschiedene Gefäßdurchmesserklassen
-luftundurchlässig
-hoher Harzgehalt

 

[edelres]

Flugzeugsperrholz

Hallo PetePeter & Forumsfreunde

Ich wuerde in deinem Fall Flugzeugsperrholz verwenden, diese wird hier in Buchen- oder Birkenholz angeboten. 0.8 mm=1/32" 1.6mm=1/16" 3.2mm=1/8" usw

Dieses Sperrholz ist dreilagig und wasserfest verleimt entspricht den Bestimmungen der FAA FAA: Home (*)

Die einzelnen Lagen wuerde ich mit Epoxidharz verleimen und den feritgen Kern kreuzweis spiralig mit spezial gewebtem CFK/GFK-band und Epoxidharz ummanteln.

(*) ich kaufte hier vor Jahren 0.8 mm Buchenflugzeugsperrholz welches in D gefertigt mit einem Lloyd-Pruefzeichen versehen war.

Als Gedankenanstoss

mfg

Ottmar

PS:Fuer hoechste Belastungen, kaemen noch Aramidhalbzeuge, z. B. Waben, in Verbindung mit CFK/GFK - Epoxidharz in Frage. In Sandwich-bauweise, koennen Zug-, Schub-, Druck-, Biege-Kraefte usw beruecksichtigt werden.

 

[Raumteil]

PS: Da nicht alzu viele etwas mit Grenadill anzufangen scheinen können, Wikipedia und Händler geben folgende Merkmale an:

-Laubbaumart aus der Gattung der Dalbergien
-Dichte von 1400 kg/m³ / Darrdichte von 1200 kg/m³
-sehr fein und homogen strukturiert
-äußerst feinporig, zerstreutporig, zwei deutlich verschiedene Gefäßdurchmesserklassen
-luftundurchlässig
-hoher Harzgehalt

Grenadill an sich kennen hier vermutlich schon die meisten. Aber für diesen Zweck hat es wohl noch niemand verwendet. Anstelle "hoher Harzgehalt" kenne ich es eher als "ölhaltig", was gegen eine optimale Verleimung spricht.

Ausserdem musst Du bedenken, dass Holz ein Naturmaterial mit stark schwankenden Eigenschaften ist. Die Edelholzfurnierblätter die man so bekommt sind bestimmt nicht unter statischen Gesichtpunkten sortiert.

Der Tipp von Ottmar mit dem Flugzeugsperrholz ist doch super. Günstig und genau für solche Einsatzzwecke geschaffen.

Zum Thema Faserverbundwerkstoffe gibt's bei R&G jede Menge Produkte und Infomaterial. Mögliche Verstärkung von außen wären je nach Form das Umwicklen mit Bändern, Rovings oder das Überziehen von Schläuchen.

 

[Raumteil]

Gerade noch gesehen (kennst Du vielelicht schon):

Im R&G-Wiki und bei YouTube gibt's ja sogar eine Doku zum Bau von Longboards mit Aramid-Wabe:

Bauanleitung für ein Longboard ? R&G Wiki

 

[edelres]

Belastungsgrenzen


Hallo PetePeter & Forumsfreunde,

Deine Idee, den Einschlagwinkel zu vergroessern in allen Ehren. Doch als ich einen zweiten Blick auf deine Skizze warf, fiel mir der Hals von 50 mm Breite auf, die Laenge vermutlich 50 mm (ist eher nebensaechlich).

In der Annahme der sich bildende Hals ist 50 x 50 mm = 2500mm² gegenueber 100 mm ist das eine Verringerung der Flaeche an dieser Stelle auf ein Viertel.

Dein Gewicht, von 87 kg kann nach dem Aufprall/Landung kurzzeitig voll auf diesen Hals treffen

Das ganze sieht fuer mich nach einer "Sollbruchstelle" aus.

Auch das beste "Design" ist an die physikalischen Gesetze unseres Planeten gebunden.

Als Gedankenanstoss

mfg

Ottmar

PS: Ich will dich nicht von eigenen Experimenten abhalten, in der Theorie ist das kanadische Board 100 mm breit und 620 mm lang, du reduzierst die Breite um 50 % und verlaengerst um ca 16 %

 

[PetePeter]

Hallo Ottmar,

ich habe mich auf raten meines Insiders nach der Bar eines Dimension "Nomad" umgeschaut. Hier mal ein Bild selbiger Bar:

Wenn man hier genau hinschaut sieht man das der Hals an beiden Enden auch enger wird.

Laut einem Besitzer des Boards betragen die Maße hierbei:
Länge: 520mm
Breite: 200mm (Sprich die große Fläche)
"Hals"
Breite max: 100mm (liegt am Pivot System, dort kann es nicht dünner sein)
Breite min: 65mm (also dort wo die Achsen anschlagen)
Dicke: 12mm
Holz: k.A.

Man sieht also hier das es sich um ein "Teenager" Board handelt (Länge um einiges kürzer). Sprich für meine Körpergröße nicht ausreichend, vom Gewicht her würde es wohl auch bei Extrembelastung spannend werden, da das Board zum vollständigen Gebrauch für Fahrer unter 70 Kilo/unter 1,70m ausgeschrieben wird (jedoch auch anscheinend ein minderwertigeres Holz als Zuckerahorn verbaut hat, das anscheinend als Statussymbol beim Boardbau gewertet wird und somit bei jeder Gelegenheit angepriesen wird, was hier nicht der Fall ist.

Jedoch wurde hier der Hals auch verengt, und das sogar bis zu einem Maß von 65mm! Das geht schon ziemlich in die Richtung dessen was ich will.

Ich werde wenn ich heute Zuhause ankomme mich mal mit dem Flugzeugsperrholz auseinandersetzen, ich denke jedoch das allein durch die CFK Ummantelung + dementsprechend guter Holzkern das ganze realisierbar scheint.


Die R&G Seite werde ich mir auch mal mehr zu Gemüte führen, die verschiedenen Techniken um CFK anzubringen sind mir nicht geläufig, ich habe bis jetzt das ganze nur als Art Folie (um genau zu sein als Matrixgewebe mit Grammatur) gefunden, was sich in etwas von der Anleitung zum Auftragen anhörte wie eine Folienbeschriftung mit Spezialkleber.

Danke weiterhin für die sehr hilfreichen Antworten.

MfG

Pete

 

[Matthias33]

Ich habe spontan daran gedacht, in eine selbst gefertigte Sperrholzplatte dünne Carbonfaserrohre (4 mm) als Mittelschicht einzubauen, um vor allem die lange Mittelachse über die beiden Endstücke hinweg zu stabilisieren. Diese dünnen "Hälse", die mehr Lenkfreiheit bringen, sind definitiv die Schwachstelle, an der das Material zuerst versagen würde, wenn man dort keine geeigneten Maßnahmen trifft.
Achtung: Rohre sind immer stabiler (und leichter!) als gleich starkes Vollmaterial!
CARBON-ROHR 2,5X4X500MM im Conrad Online Shop

 

[lakarando]

Mir ist eben im Flur mein Kollege entgegengekommen , Longboarder und auch Selberbauer. Sein heutiges Board fiel mir durch extreme Flexibilität auf, deswegen hab ich mal nachgefragt.
Es war keines der Eigenbauten. Das Basismaterial waren längs laminierte Bambusstreifen, seiner Angabe nach beideseitig mit einer Schicht GFK überdeckt, wobei ich auf der Unterseite die Babmbusstruktur noch sehr gut erkennen konnte. Daher weiß ich nicht, ob da wirklich Faser mit eingearbeitet war, oder nur Epoxy drüber.
Nach seiner Angabe sind da auch schon Autos drüber gefahren, ohne das Bard zu zerstören.
Meiner Meinung nach ist bei der Aufgabe auch eher Flexibilität der Schlüssel zum Erfolg, als spröde Festigkeit. Ich muß aber zugeben, dass ich mich ansonsten mit den Anforderungen dieses Sports nicht weiter auskenne.
Sorry also, sollte das Blödsinn sein

Gruß
Thoralf