Carbon Zeltstange 150cm

[ChristianB]

vor 11 Stunden schrieb kra:

Mal zwei Frage zur Mechanik/Belastung/Physik einer Zeltstange für den oben gezeigten Einsatz.

Die höchste Belastung der Stange tritt ja in der Mitte auf, wo der Hebel der Krafteinwirkung am größten ist. An den Spitzen ist das Biegemoment ja minimal (Prinzip wie beim Bogen). Warum macht man das untere und obere Drittel nicht aus dünnerem Material?  Zudem kann man dann die lange Hülse, die beide Rohre in der parallel-Version verbindet zu einem kleinen Ring verkürzen, der den eingesetzten, dünneren Stab hält?

Und als zweites, was spricht dagegen, insgesamt einen dünneren Carbonstab zu verwenden und mit leichtem PU-Schaum zu füllen? Damit würde die Steifigkeit gegen Einknicken des Stabes erhöht und ein Teil der Krafteinwirkung auf Zugkraft umgelenkt, was Carbon ja wirklich gut abkann? Gewichtsmäßig sollte das nochmal was bringen.

Ich glaube ich muß wieder mal was basteln anfangen ...

PS. durch Füllung mit PU-Schaum könnte man auch dünnwandigere Rohre verwenden, was nochmal Gewicht sparen würde... ein weites Feld...

PPS. ich suche noch ne quelle, die 10/11 oder 10/12-Rohr Carbon-Lieferbar hat. Bei R-G wohl aktuell nicht auf Lager.

Also bei der ersten Frage, mit einem dickeren Rohr im mittleren Bereich, könnte hier eine Verbesserung und Gewichtseinsparung bringen. Bedenke aber, dass an den nun spitzen Enden in den Boden oder in das Zelt drücken. Sonst eine gute Idee.

Bei deiner Idee mit dem Schaum kann ich nicht ganz nachvollziehen. Welche Kraft soll denn dabei auf Zugkraft umgelenkt werden? Ich möchte jetzt hier nicht ins Detail gehen. Aber ein Ausfüllen mit Schaum, bringt nur einen geringen Steifigkeitszunahme. Der Schaum selbst besitzt ja bereits kaum Steifigkeit. Zudem besitzt der Randbereich des Rohres einen deutlich höheren Anteil an Steifigkeit bei einer Biegebelastung als würde man diesen aus dem vollen gestallten. Hier mal eine Abbildung zum Vergleich der Biegesteifigkeiten bei gleichen Querschnittflächen. Dort siehst du den Vergleich zwischen einem dick- und dünnwandigem Rohr und einem Kreis/Stab. 

Bearbeitet 28. September 2020 von ChristianB

[ChristianB]

vor 10 Stunden schrieb kra:

Beispiel für 2 Varianten (die man auch kombinieren kann)

 

Wo ist das Problem beide Seiten wie die türkise Seite zu gestallten?

Bei beiden Versionen verläuft die Kraftübertragung der Druckkraft über die Klebeflächen. Diese Flächen sollten also groß genug ausgewählt werden, sodass sich sie die Klebeverbindung nicht löst. 

Bearbeitet 28. September 2020 von ChristianB

[kra]

vor einer Stunde schrieb ChristianB:

Bei deiner Idee mit dem Schaum kann ich nicht ganz nachvollziehen. Welche Kraft soll denn dabei auf Zugkraft umgelenkt werden? Ich möchte jetzt hier nicht ins Detail gehen. Aber ein Ausfüllen mit Schaum, bringt nur einen geringen Steifigkeitszunahme. Der Schaum selbst besitzt ja bereits kaum Steifigkeit. Zudem besitzt der Randbereich des Rohres einen deutlich höheren Anteil an Steifigkeit bei einer Biegebelastung als würde man diesen aus dem vollen gestallten. Hier mal eine Abbildung zum Vergleich der Biegesteifigkeiten bei gleichen Querschnittflächen. Dort siehst du den Vergleich zwischen einem dick- und dünnwandigem Rohr und einem Kreis/Stab. 

Solange das Rohr intakt bleibt steht die Außenseite der Biegung unter Zugspannung, die beim Einknicken schlagartig wegfällt und zum Bruch des Rohrs führt. 

Es geht nicht um eine Erhöhung der Biege-Steifigkeit sondern darum, eben das Einknicken des Rohrs (also das Versagen Desselben) zu erschweren, also im Grenzbereich der Belastung noch etwas mehr Sicherheit herauszuholen.

Zur Zeichnung - die beiden Seiten sind einfach verschiedene Optionen, wo die Auflageröhrchen angebracht werden können. Die Klebefläche ist in beiden Fällen exakt dieselbe (siehe den schwarzen Strich). Meine Option wäre es sogar, auf beiden Seiten beide Stopper einzukleben, dann hab ich eine gewisse Redundanz (auch wenn das dem UL Gedanken eher widerspricht  ... )

PS. zum "spitzen Ende - dem sollte sich, wie bei der "Originalstange" mit einer Fuß/Kopfverdickung aus einfachen Plastik Abhilfe schaffen lassen. Klar, das ich nicht versuche, eine Zeltstange mit einer Spitze, die praktisch den Durchmesser eines Zeltherings hat, zu verwenden...

Bearbeitet 28. September 2020 von kra

[ChristianB]

vor 16 Stunden schrieb kra:

Solange das Rohr intakt bleibt steht die Außenseite der Biegung unter Zugspannung, die beim Einknicken schlagartig wegfällt und zum Bruch des Rohrs führt. 

Es geht nicht um eine Erhöhung der Biege-Steifigkeit sondern darum, eben das Einknicken des Rohrs (also das Versagen Desselben) zu erschweren, also im Grenzbereich der Belastung noch etwas mehr Sicherheit herauszuholen.

Zur Zeichnung - die beiden Seiten sind einfach verschiedene Optionen, wo die Auflageröhrchen angebracht werden können. Die Klebefläche ist in beiden Fällen exakt dieselbe (siehe den schwarzen Strich). Meine Option wäre es sogar, auf beiden Seiten beide Stopper einzukleben, dann hab ich eine gewisse Redundanz (auch wenn das dem UL Gedanken eher widerspricht  ... )

PS. zum "spitzen Ende - dem sollte sich, wie bei der "Originalstange" mit einer Fuß/Kopfverdickung aus einfachen Plastik Abhilfe schaffen lassen. Klar, das ich nicht versuche, eine Zeltstange mit einer Spitze, die praktisch den Durchmesser eines Zeltherings hat, zu verwenden...

Ja, die Außenseite des Rohres steht unter Zugspannung bei einer Biegebelastung. Du meinst also der Schaum könnte im Knickfall ein Ein- oder Ausbäulen des Rohres selbst vermindern?

Es ging mir mit meiner Aussage darum, dass die schwarze Klebefläche groß genug sein sollte. Man könnte den Stopper auch durchgehend gestallten.

So war die Aussage nicht gemeint. Ich wollte nur allgemein Anmerken, dass ein 5-8mm Durchmesser an den Spitzen eher im Boden einsinkt als eine 12-15mm Spitze. Aber hier kann man ja auch mit Enkappen, die eine größere Fläche bieten, Abhilfe schaffen.

Bearbeitet 29. September 2020 von ChristianB

[kra]

Jetzt habe ich eine Probestange aus Carbonteilen gebaut.

5 Teile - zentrales Rohr 45cm 12/10'er, dann 2x 32,5/27,5cm 10/8'er und 2x 30/25cm 8/7'er Rohr, jeweils Außen/Innendurchmesser in mm und die Gesamtlänge/Nutzlänge ohne Passung. Das Carbonrohr habe ich bei RuG bestellt.

Länge 150cm, Gewicht 70,5gr . Längstes Teil 45cm.

An den Enden habe ich noch eine Verdickung auf 12mm Durchmesser eingeklebt auf die ich noch eine Gummispitze von nem normalen Wanderstock aufsetzen kann (s. 3. und 4. Bild).

Die Verbinder sind je 5cm lang (s. Bild 2).

Fazit vom ersten Aufbautest:

1. Ohne Sturm bzw. starkem Wind völlig ausreichend, Damit das untere Ende nicht einsinkt ist der Gummi-Aufsatz (nochmal 14,4gr) sinnvoll.
2. Die Windlast auf dem Zelt erzeugt keine symmetrische Belastung der Stange, so das der untere Teil der Stange stärker belastet wird als der Obere  (das biegt bei Belastung doch deutlich) - da hab ich nicht gründlich genug nachgedacht... ergo
   1. Das 8/7'er Rohr unten ist doch etwas knapp dimensioniert, bei starker Belastung ist das die Schwachstelle. Hier baue ich mir noch ein Stück aus 8/6'er Rohr oder gleich ein Stück aus 10/8'er.
3. Über verschiedenlange zentrale Teile kann die Gesamtlänge ziemlich einfach an das Zelt angepasst werden
4. Carbon schleifend bearbeiten (die Rohre passten nicht sauber ineinander)ist eine Drecksarbeit..... 
5. die Schnittenden muß ich für einen Schlechtwetterversion noch verstärken, da kann das Rohr ausbrechen.

Ende nächster Woche werde ich die Konstruktion im Live-Test erproben....

PS. die Stopper (1cm Länge) habe ich doch Außen mit Epoxy aufgeklebt, einen Stopper innen habe ich mir geschenkt. Es war schon Mühe genug, die Ringe für Außen auf passenden Durchmesser zu bringen. Für den Halt habe ich keinerlei Bedenken.

PPS. ich schätze, ca. 5gr kann man in einer Schönwetterversion noch rausholen, eine stabilere wird sicher 8-12gr mehr wiegen

PPPS. Bitte nicht an der Verarbeitung rummäkeln, das war ein QaD (Quick and Dirty) Test ohne Anspruch auf Schönheit

Bearbeitet 3. Oktober 2020 von kra

[wilbo]

vor 10 Minuten schrieb kra:

Jetzt habe ich eine Probestange aus Carbonteilen gebaut.

Wie hoch waren die Materialkosten?

VG. -wilbo-

[kra]

Netto (ohne Verschnitt) 28€75 fürs Carbon, mit Kleber und Schleifpapier ca. 30 €

PS. RuG ist nicht die billigste Quelle, aber die schnellste 

Bearbeitet 3. Oktober 2020 von kra

[Ollympus]

Sieht doch ganz gut aus...

Aufpassen wirst bei lockerem Waldboden müssen, dass dir die "Spitze" nicht einsinkt. Die Erfahrung habe ich gemacht... Kann man aber mit Stein unterlegen ggf korrigieren.

Und das ein Innenring/Stopper doof is zum Einbringen hab ich ja oben schon "kritisiert".  

[kra]

vor 21 Minuten schrieb Ollympus:

Aufpassen wirst bei lockerem Waldboden müssen, dass dir die "Spitze" nicht einsinkt. Die Erfahrung habe ich gemacht... Kann man aber mit Stein unterlegen ggf korrigieren.

unten hab ich weniger Sorge mit dem Gummistopper, aber oben drückt die 12mm "Spitze doch ziemlich aufs Material

vor 21 Minuten schrieb Ollympus:

Und das ein Innenring/Stopper doof is zum Einbringen hab ich ja oben schon "kritisiert".  

Du willst mich wohl partout dazu bringen, es auszuprobieren...

[Ollympus]

vor 2 Stunden schrieb kra:

unten hab ich weniger Sorge mit dem Gummistopper, aber oben drückt die 12mm "Spitze doch ziemlich aufs Material

Du willst mich wohl partout dazu bringen, es auszuprobieren...

Unbedingt! 

[kra]

So, Live-Test ist gelaufen. 

Zum einen, die Stange hat gehalten. Aufbau auf einer leicht feuchten Wiese, Standzeit 2 Tage.

Zum Anderen, auf die ganz dünnen Röhrchen an den Enden würde ich bei Sturm nicht vertrauen wollen. Für normalen Gebrauch in geschützter Umgebung ist alles OK. Ich werde allerdings, wie schon oben geschrieben, das 8/7mm Rohr gegen eines mit 1mm Wandstärke (8/6mm) austauschen. 

Was mir auffiel ist, das man sich im Zelt ziemlich vorsichtig bewegen muß. Die Stange verträgt seitliche Belastung nicht gut und sich an der Stange aufstützen hatte leichte "Knack-Geräusche" an den Endstücken zur Folge.

Fazit: klappt, für jemanden der ultraleicht in wenig Wind-belasteten Regionen unterwegs ist geht auch die oben genannte Variante. Die freien Enden der Rohre (da wo das nächste Rohr eingeschoben wird) hatte ich noch mit Zahnseide umwickelt und mit Epoxy getränkt um ein Ausbrechen oder Auffasern zu verhindern. Die Stange ohne Endkappen wiegt knapp 71 gr bei 152cm Länge und 72,5gr bei 156cm. Die Endkappen (ein Paar, dual-use der Stockspitzen) nochmal 29 gr.

Ich werde mir aber noch die obere und untere Stange aus 8/6m,m Material und evtl. das Mittelteil zum besseren Verstauen teilbar machen.

[ChristianB]

Hab mir jetzt noch zwei 122cm Zeltstangen für mein Duplex gebaut. Diesmal habe ich Rohre mit einem 10mm Durchmesser verwendet und als Verbindungsstück ein 8mm Rohr. Die Carbon-Rohre habe ich wieder bei AHLtec bestellt. Leider passt das 8mm Rohr nicht mehr saugend in die 10mm Rohre, sodass ich nacharbeiten musste. Die Zeltstangen sind wieder geteilt in 3 Abschnitte mit einer Einzellänge von 44cm. Dazu habe ich sechs matte 10mm Rohre mit 500mm Länge und ein glänzendes 8mm Rohr mit 500mm Länge für 68,60€ (inkl. Versand) bestellt und zugesägt. Zu dem Preis kommen dann noch die 8-10,2 mm Endkappen (Stuhlbeinkappen) für 5,30€ vom Filzgleitershop dazu.  

Das Gesamtgewicht der beiden Stangen beträgt 120g und ist damit 28g leichter als die zwei viergeteilten Zeltstangen von Zpacks aber auch etwas teurer.

Bearbeitet 21. April 2021 von ChristianB

[befedi]

Hi @ChristianB,

wie beurteilst du die Steifigkeit beim 10x8er Rohr? Meinst du in 5 Segmenten wäre das auch noch stabil genug? 

[ChristianB]

vor 13 Stunden schrieb befedi:

Hi @ChristianB,

wie beurteilst du die Steifigkeit beim 10x8er Rohr? Meinst du in 5 Segmenten wäre das auch noch stabil genug? 

ich konnte sie noch nicht testen, aber ich denke, dass die Steifigkeit ausreichend ist. 

Also mit 4 Steckverbindungen pro Stab? Wenn du die Verbinder 5cm lang machst, denke ich sollte das passen. Jedes einzelne Segmente wären dann 28,4cm lang bei einer 5 teiligen 122cm Zeltstange. 

Allerdings musste ich beim Abschleifen der Verbinder und Steckrohren schauen, dass sich jede Verbindung gut miteinander zusammenstecken lässt. Man will ja nicht ständig fummeln, welches Segment mit welchen zusammen passt. Wenn du zwei fünfteilige Zeltstangen bauen willst, wird das schon schwieriger alle Steckkombinationen der Segmente anzupassen. Das lässt sich natürlich mit einer passgenauen Materialauswahl vermeiden. Bei den 12er Rohren fürs Altaplex hatte ich da auch keine Schwierigkeiten. Bei den 10x8er Rohren war das schon ein Stück Arbeit die Verbinder abzuschleifen und aneinander anzupassen.

Bearbeitet 14. Mai 2021 von ChristianB

[befedi]

Am 14.5.2021 um 09:31 schrieb ChristianB:

Also mit 4 Steckverbindungen pro Stab? Wenn du die Verbinder 5cm lang machst, denke ich sollte das passen. Jedes einzelne Segmente wären dann 28,4cm lang bei einer 5 teiligen 122cm Zeltstange. 

122/5 ist bei mir aber weniger als 28,4 cm. Ich habe jetzt mal ein Experiment gemacht und Rohre bei Aliexpress bestellt. Mal sehen wie die sind. 

[ChristianB]

vor 22 Minuten schrieb befedi:

122/5 ist bei mir aber weniger als 28,4 cm. Ich habe jetzt mal ein Experiment gemacht und Rohre bei Aliexpress bestellt. Mal sehen wie die sind. 

Ich hab auf die vier Segment bereits die 5cm Aufschlag für die Steckverbindung addiert. Damit ergibt sich (122cm+(4*5cm))/5 für jedes Segment. 

Bin gespannt auf deinen Bericht  

[kra]

Am 14.5.2021 um 09:31 schrieb ChristianB:

ich konnte sie noch nicht testen, aber ich denke, dass die Steifigkeit ausreichend ist. 

Jede Steckverbindung bringt nochmals etwas mehr Steifigkeit (aber halt auch Gewicht) in's System.

[befedi]

Ich brauche die Zeltstangen für Motorradtouren, wenn ich keine Stöcke mitnehme. Die sind auch zu lang für meine Koffer, daher will ich sie möglichst kurz haben. Daher sind mir in diesem Fall ein paar Gramm nicht ganz so wichtig. 

[befedi]

vor einer Stunde schrieb ChristianB:

Damit ergibt sich (122cm+(4*5cm))/5 für jedes Segment. 

Jetzt bestehe ich die Rechnung.