Verklebung unterschiedlicher Materialien

hallo DJ,
hast Du noch mehr von den Tips auf Lager ? so eng habe ich das bisher nicht gesehen, kriege aber jetzt doch Bedenken mit meiner äußeren Carbon-Lage,die ja aufgrund der Farbe extrem Wärme aufnimmt. Die innere Sandwich-Schicht wollte ich eigentlich aus Kostengründen normal in GFK ausführen - das würde dann wohl zu erheblichen Spannungen führen.
Weiß eigentlich jemand im Forum,warum die Sandwichplatten im Kabinenbau immer einfach Stoß auf Stoß geklebt und mit innen und außenwinkeln verstärkt werden ? Die Verklebung wäre doch wesentlich haltbarer wenn sie wie im Holzbau mit einer Fuge miteinander verklebt würde - die läßt sich doch einfach längs in die Paneelen-Kanten fräsen und würde die Klebefläche mindestens verdoppeln.

der urologe

hallo DJ,
ich hoffe nur,dass kein echter Schreiner im Forum ist,weil ich mich wahrscheinlich recht unprofessionell ausdrücke. Ich meine nicht Nut und Feder sondern einfach nur eine Fuge aus beiden Paneelkanten trennen und wieder mit 90Grad aufeinandersetzten.
Vielleicht gelingt es das JPEG einzuspielen : ok es gelang nicht !
also wenn ich aus einer 50mm Paneele an der unteren Kante einen 25mm x25xxStreifen längs ausfräse und dieses auch an der Stehenden Paneele tue,habe ich eine treppenförmige Verbindung der beiden senkrecht zueinander stehenden Paneelen mit einem besseren Kraftschluß als wenn ich die einfach Stoß-auf-Stoß aufeinander stelle und verklebe. aber es muß einen gvuten Grund geben warum das sonst keiner macht,oder?

der urologe

Hallo, zusammen,

das mit den Wärmeausdehnungskoeffizienten gibt mir zu denken! Daß Alu eine deutlich geringere Längenänderung als GfK hat, erschien mir bislang undenkbar! Tja, man lernt nie aus...

Aber was die Angaben bei http://www.c-kroeger.de/Homepage/html/german/ausde.htm angeht: hier sind wahrscheinlich massive PU/PE-Materialien gemeint, keine Schäume, oder? Wenn ein PU-Schaum bei 60° Differenz eine Längenänderung von 4,2mm/m hätte, GfK aber nur 1,2mm/m, wären das bei einer 4m-Kabine 1,2cm! Diese Spannung würde doch kein Sandwich-Schaum überleben, bei dem ja das GfK direkt auf den Schaumauflaminiert wird, also nur eine extrem dünne Kleberschicht dazuwischen hat! Und Serienmobile mit 8m-Aufbauten aus GfK-Sandwich sind ja keine Seltenheit, und die zerlegt es ja auch nicht im ersten Urlaub an der Adria...
Irgendwo muß da doch noch ein Denkfehler stecken. Oder steckt der bei mir?

Viele Grüße aus Rheinhessen
Leerkabinen-Wolfgang

Danke für die Aufklärung, Dieter,

wenn ich das ganze richtig verstanden habe, bedeutet dies, daß der PUR-Schaum durch die Dämmung an der Ausdehnung gehindert wird, die eigentlich noch größer wäre als bei massivem PUR. Das muß doch wirklich deutliche Spannungen im Sandwichmatereial geben!
Und als zweites scheint eine Alu-Außenhaut gegenüber einer GfK-Deckschicht die Ausdehnung der Wände deutlich stärker in Grenzen zu halten. Vorteil: die Gesamtdimensionen der Wände ändern sich weniger. Nachteil: die Spannungen im Sandwich werden größer. Kannst Du dem zustimmen?

Und was ist das kleinere Übel? Geringere Wandveränderungen oder geringer Spannungen im Material?

Viele Grüße
Leerkabinen-Wolfgang

Zitat von dj

Bei Sikaflex gibt es eine Tabelle über unterschiedlichste temperaturabhängige Ausdehnungen, die man besonders beim Verkleben der Unterschiedlichen Materialien berücksichtigen sollte:

Beispiel: Holz verklebt mit GfK
bei einer Länge von 2 m und einer Temperaturdifferenz von 60 Grad kann der Unterschied bis zu 5,6mm betragen.
Bei der Holz/Alu-Verklebung liegt der max. Längenunterschied bei 2,5 mm.

Was passiert z.B. bei einer GFK-Kabine, wenn die Platten und die Winkel unterschiedlich starke Glasmatten beinhalten:
Je höher der Glasgehalt, umso niedriger die Ausdehnung.
Es kann zu Rissen kommen.
Minderwertiger GFK würde sich stärker ausdehnen als hochwertiger. Bei Sandwichbauweise haben wir bei der Außenhülle entspr. Temperaturschwankungen im Verhältnis zur Innenhaut. Wir hätten in dem Fall ein Senken und Wölben der Wandflächen je nach Temperatur.
In Alu-Sandwichbauweise wäre der Effekt kleiner und bei Playwood kaum noch wahrnehmbar.
Durch reflektierende Anstriche ließe sich das Phänomen abmildern.

oder nehmen wir die beliebten Acrylglasscheiben, die fast die 10fache Wärmereaktion zu Normalglas haben.

Aufgrund der versch. Längenausdehnungen wurde mir schnell klar, daß sich feste Kleber verbieten. Es muß flexibel sein. und wenn ich auf einer Länge von ca. 4 m Stahl und Alu verklebe, dann muß meine Klebefläche so dick aufgetragen werden, daß der Kleber die unterschiedl. Längenausdehnung innerhalb seiner Reißdehnung verkraftet.

Das waren jetzt nur ein paar Überlegungen rund um den Leerkabinenbau speziell Verklebung.

Gruß Dieter

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Hi Dieter,
ich hab jetzt leider nicht die Zeit, alle Antworten zu lesen.

Aber du hast völlig Recht mit deinen Gedanken zur Längenausdehnung.
Ich weiss nur nicht genau, was du mit "unterschiedlichen GFK-Qualitäten meinst. Es ist so, dass die Faser dieeigentliche Festigkeit erzeug, das Harz bildet nur die zusammenhaltende Matrix. Je höher der Anteil an Harz (=schlechtere Qualität?) desto mehr kommt dessen höher Ausdehnungskoeffizient zum Tragen. Unterschiede könnten hier auftauchen durch handlaminierte Platten oder Teile (hoher Harzanteil) und maschinell hergestellte Platten, wie sie für Sandwichplatten hergenommen werden.
aber ich glaube, dass der Unterschied gering ist im Vergleich zu den Temperaturunterschieden, die innen/aussen herrschen.

Ebenso sind Verbunde aus GFK-Schaum-ALU/Holz gefärdet, sich zu verziehen. Hier helfen nur Dehnfugen, sprich kleinere Bauteile oder eine strukturelle Aussteifung.

Die Ausdehnung des Schaums selber ist nicht gravierend, da sich dieser komprimieren lässt und aufgrund seiner Lage nahe der neutralen Faser keine grossen Kräfte erzeugt. Die Deckschichten haben da einen viel grösseren Anteil.
Allerdings kann duch die Schubspannung eine Delamination erfolgen, da der Schaum einfach zerbröselt, wie gut die Verklebung aus sein mag. Das kann man an manchen alten Bauteilen sehen, die sich im Laufe der Jahre lösen. Das ist insbesonder bei niedrigen RG des Schaums problematisch.

Die Dicke der Klebeschicht ist in der Tat wichtig, doch zeigt die Praxis, dass es auch mit dünneren Schichten geht. Ich vermute, dass es bei dünneren Schichten zu einem ausgleichenden Wärmeübergang kommt und sich die Ausdehnung angleicht. Auch können Bauteile dann einfach unter Spannung stehen, bei nahtlos verlegten Eisenbahnschienen geht das auch so.

Gruss,
Dirk

Zitat von urologe

hallo DJ,
hast Du noch mehr von den Tips auf Lager ? so eng habe ich das bisher nicht gesehen, kriege aber jetzt doch Bedenken mit meiner äußeren Carbon-Lage,die ja aufgrund der Farbe extrem Wärme aufnimmt. Die innere Sandwich-Schicht wollte ich eigentlich aus Kostengründen normal in GFK ausführen - das würde dann wohl zu erheblichen Spannungen führen.
Weiß eigentlich jemand im Forum,warum die Sandwichplatten im Kabinenbau immer einfach Stoß auf Stoß geklebt und mit innen und außenwinkeln verstärkt werden ? Die Verklebung wäre doch wesentlich haltbarer wenn sie wie im Holzbau mit einer Fuge miteinander verklebt würde - die läßt sich doch einfach längs in die Paneelen-Kanten fräsen und würde die Klebefläche mindestens verdoppeln.

der urologe

Hi Urologe,
Kohlefasren haben unterschieliche Ausdehnungskoeffizienten. Es gibt sogar Qualitäten mit negativer Ausdehnung, sprich Verkürzung bei steigender Temperatur!
In jedem Fall hat Kohlefaser einen geringeren Koeff. als Glasfaser, da es aber heisser wird durch die dunkle Farbe könnte sich das kompensieren, geht zumindest in eine gute Richtung.

Die dunkle Farbe macht aber sicher andere Probleme: du wirst einen Teil des Isoliereffekts im Sommer durch die höheren Überflächentemperaturen zunichte machen. Deine Kabine wird sich eher aufheizen - und nachts durch die dicke Isolierung kaum Wärme verlieren.

Ebenso führen die Temperaturen zu einem grösseren Stress für den Schaum und die Verklebung. Würde mich nicht wundern, wenn in der prallen Sonne die Aussenfläche 80-100° erreicht. Das übersteigt die Spezifikation von PU-Schaum! Da droht Delamination - und der Hersteller wird sich der Verantwortung entziehen können.
Ich würd's lackieren, zumal du Probleme mit Wasser bekommen wirst, denn die Harze sind hygroskopisch, das Sandwich wird Wasser ziehen und das kann zu Dampfblaseneffekten (Ablösung, s.u. thread zu Blasenbildung), Korrosion von Bauteilen oder auch zu höherer Feuchtigkeit in der Kabine (Schimmel!) führen.

Gruss,
Dirk
In jedem Fall keine guten Effekte.

Zitat von Leerkabinen-Wolfgang

Hallo, zusammen,

das mit den Wärmeausdehnungskoeffizienten gibt mir zu denken! Daß Alu eine deutlich geringere Längenänderung als GfK hat, erschien mir bislang undenkbar! Tja, man lernt nie aus...

Aber was die Angaben bei http://www.c-kroeger.de/Homepage/html/german/ausde.htm angeht: hier sind wahrscheinlich massive PU/PE-Materialien gemeint, keine Schäume, oder? Wenn ein PU-Schaum bei 60° Differenz eine Längenänderung von 4,2mm/m hätte, GfK aber nur 1,2mm/m, wären das bei einer 4m-Kabine 1,2cm! Diese Spannung würde doch kein Sandwich-Schaum überleben, bei dem ja das GfK direkt auf den Schaumauflaminiert wird, also nur eine extrem dünne Kleberschicht dazuwischen hat! Und Serienmobile mit 8m-Aufbauten aus GfK-Sandwich sind ja keine Seltenheit, und die zerlegt es ja auch nicht im ersten Urlaub an der Adria...
Irgendwo muß da doch noch ein Denkfehler stecken. Oder steckt der bei mir?

Viele Grüße aus Rheinhessen
Leerkabinen-Wolfgang

Der "Denkfehler" ist vermutlich der, dass so lange Aufbauten nicht in einem Stück gefetigt werden, oder täusche ich mich da? So grosse Platten herzustellen wäre ja irre aufwändig und die wären nicht zu handlen.

Die GFK-Sandwichplatten sind zusammengesetzt, somit können sich die Spannung immer mal wieder austoben. Die Stosstellen müssen natürlich korrekt verklebt werden.

Der Dehungseffekt wird bei Blechverkleidungen übrigens dudch Vorspannung aufgefangen: die Blechflächen grosser Reisebuss beispielsweise werden mit Vorspannung aufgeschweisst, den Aufwand kann man sich vorstellen! Nicht umsonst hat die Automobilindustrie bisher gerne auf grosse Blechteile verzichtet, zum einen wegen der Fertigbarkeit, dem Austausch im Un"fall" und auch Dehnungsprobleme. Beim T3 ist es z.B. ein "beliebter" Defekt, dass die Dehnfugen aufgehen und der Rost sich breit macht.

Gruss,
Dirk

hallo Dirk,
danke für Deine Hilfe. Das Forum ist einfach Klasse - mit dem Lackieren mache ich mir natürlich wieder einen Teil des Gewichtsvorteils gegenüber GFK zunichte -aber vielleicht reicht es,wenn nur das Dach weiß wird. Ich werde nochmals rechnen, ob es mit GFK zu machen ist -alleine der Preisunterschied..

HalliHallo
MaBu und Ormocar z.B. fertigen GFK-Snawichplatten bis 13(?)m in einem Stück. So etwas ähnliches hab ich dort mitbekommen aber eben nicht genau, da meine eh nur 5m lang wird.

ihr habt mit euren spekulationen über die längendehnung einen grundsätzlichen denkfehler drin: moderne gfk- oder alu-sandwichplatten sind verbundplattten. dass heißt es gibt eine kraftschlüssige verbindung zwischen schaum und gfk bzw. alu. das bedeutet: es dehnt sich beides gleich. das eine kann nicht anders als das andere. um diesen verbund sicher zu stellen, machen die hersteller ja auch den aufwand mit vakuumpressen etc. sonst könnte man ja einfach den schaum mit kleber bestreichen, eine alu-platte drauflegen und gut ist. und mit einem elastischen kleber würde man eher das gegenteil erreichen: die materialien würden sich gegeneinander verschieben. das ist auch der grund, warum sika die ausdehnung angibt. bei sika gibt es keine kraftschlüssige verbindung. allerdings ist mir bei unserem letzten womo auch nie aufgefallen, dass sich die gfk-kabine anders bei wärme verhalten hätte als das aufgeklebte alu-profil (2 meter lang) an das ich die rückfahrkamera geschraubt habe.
bei guten herstellern von kabinen werden die wände und das dach möglichst aus einen stück gefertigt. ob es wirklich bis zu 13 metern sind, die die hersteller so schaffen, weiß ich nicht. aber neun bis zehn meter sollten wohl minimum sein.
einer solchen kabine macht es auch null aus, wenn draußen die sonne scheint und drinnen die klimaanlage brummt. noch schlimmer wäre bei euren spekulationen ja auch, wenn es draußen kalt ist und drinnen jemand die truma aufdreht. dann müsste die innenwand ja die außenwand sprengen.
also keine bange. wenn ihr genaue zahlen haben wollt, wendet euch doch an einen der guten hersteller wie bocklet oder mabu - vielleicht haben die werte parat.
jens

Zitat von urologe

hallo Dirk,
danke für Deine Hilfe. Das Forum ist einfach Klasse - mit dem Lackieren mache ich mir natürlich wieder einen Teil des Gewichtsvorteils gegenüber GFK zunichte -aber vielleicht reicht es,wenn nur das Dach weiß wird. Ich werde nochmals rechnen, ob es mit GFK zu machen ist -alleine der Preisunterschied..

Da hast du ja was vor! Die Platten selber herzustellen ist viel Arbeit - aber zu schaffen. Wir haben vor Jahren einige Surfbretter gebaut, das ging auch. Allerdings erreichst du bei Handlamination nicht die günstigen geringen Massen, da der Harzanteil ohne Pressvorrichtung deutlich höher liegt. Das macht einen Teil des Gewichtsvorteils von Carbon zunichte!
Ausserdem ist Carbon recht spröde, überleg doch mal, ob du ein Kevlar-Carbon-Gewebe nimmst.

Carbon weiss zu lackieren ist eine gute Lösung. Allerdings hast du bei unter Sauerstoffeinfluss härtenden Harzen eine Gelcoatschicht, die du erstmal mühsam wegschleifen musst.
Tip: eine Folie auflegen und dann noch mit Roller das Harz rausdrücken. Das wird spiegelglatt, du musst dann nur noch aufrauhen zum Lackieren. Und unter der Folie bildet sich keine klebrige Gelcoatschicht, so weit ich mich erinnere.

Allerdings wird das ein teurer Test bei den Flächen, die du benötigst. Mir wär das zu riskant und der Vorteil zu gering. Handlaminieren bringt's nur, wenn du auch fliessende aerodynamische Formen o.ä. hast oder die Schale "aus einem Stück" haben willst ohne Fugen. Viel Arbeit, aber sicher ein goiles Ergebnis!

Gruss,
Dirk

HalliHallo

hab heute beim stöbern und planen mal wieder den ormocar Katalog in den Händen gehabt, und da steht, sie machen Platten bis zu 13,5m lang. Irgend so etwas wußte ich doch.....