Der Selberbruzzler Thread - Eine Chronologie des Scheiterns

Isoprop tut es normalerweise auch...oder Benzin.

Ace braucht's normalerweise nicht und das EP-Harz vom CFK ist normalerweise nicht so 100%ig beständig gegen Aceton, deswegen würde ich eher eben Benzin oder Isoprop nehmen.

Klingt nach einer Methode.

 

Andere Frage: Wie krieg ich denn eigentlich den überschüssigen Kleber wieder weg, ohne das Carbonrohr anzugreifen?

Aceton? Irgendein anderes organisches Lösemittel?

mit vorher abkleben

erspart man sich den stress

mit vorher abkleben

erspart man sich den stress

Abkleben kann ich das Carbonrohr nicht. Zwischen Carbonrohr und Stahlhülse sind 0,5mm Spalt. Jeder Klebefilm (Tixo) würde mir den Kleber aus der Hülse drücken, sofern ich überhaupt mit dem abgeklebten Rohr durch die Hülse kommen würde.

Zuerst alles zusammen fädeln, und dann Abkleben.

Am besten mit einem Silikon-Klebeband, da bleibt nix picken.

Wie versprochen anbei ein paar Daten und ein kleiner Exkurs in die Klebetechnik:

Double lap shear Zugversuch (2x 0,8mm Stahlblech zu CFK (+-45° Orientierung, PU-Harz ), 10mm Überlappung) mit verschiedenen Klebstoffschichtstärken mit Teroson EP 5065. Reinigung mit Benzin (Metall), Isoprop (CFK), angeschliffen mit P120 und Scotch-Brite. (Die Körnung ist m.Mn übrigens kackegal, Reinigen vor und nach dem Schleifen)

Versuch seiht etwa so aus (Die Striche sind die Substrate)

F (1/2)

..................................-------------------- >>> F (CFK)

F (1/2)

0 Spalt (also einfach nur direkt verpresst und mit einer Klammer fixiert): 7900N

0,3mm (Glaskugeln): 8700N

1mm (Teflonspacer): 9000N (ca. 18 MPa)

Man sieht: Bei diesem Versuch, der mechanisch relativ nah an Rohr zu Hülse ist, ist die Klebstoffschichtdicke relativ egal.

Die Bruchbilder sind so mittel. Teils adhäsiv, teils Bruch des CFKs, teilweise kohäsiv. Das Stahlblech geht aber auch schon in den plastischen Bereich über.

Der relativ spröde Loctite EA 9483 liefert bei diesem Versuch ebenfalls 9000N, aber adhäsives Bruchbild.

(Kohäsives Bruchbild: Klebstoff reisst in sich, auf beiden Substratoberflächen bleibt eine Klebstoffschicht nach dem Bruch. Das ist immer favorisiert, da besser vorhersagbar und oft auch besser in der Alterung)

Beim einfachen Zugscherversuch:

F

................................... ------------------------------ >>> F

lieferten der EP 5065 und der EA 9466 die besten und recht ähnliche Werte. Mit 12,5mm Überlappung und 0,3mm Klebeschicht ergeben sich grob folgende Kräfte und Bruchspannungen.

1,5mm VA zu CFK (falls der nächste fragt wie er sein XCR-Rohr verkleben soll): ca. 24 MPa (7500N)

1,5mm Stahlblech zu CFK: um die 20 Mpa (6200N)

0,8mm Stahlblech zu CFK: Um die 13 MPa (4000N)

Man sieht, Kleben ist kompliziert. Auch die Festigkeit/Steifigkeit des Substrats hat einen Einfluss auf die Festigkeit der Verbindung. Liegt z.B. dann an der mehrachsigen Verformung an der Klebestelle. Man sieht an den 0,8mm Blechen auch schon schön wie sie beginnen einzuschnüren.

Je steifer das Substrat desto schöner auch die Bruchbilder hier. Der 5065 besser als der 9466. Das mit dem Bruchbild hängt aber auch mit der Automobilindustrie zusammen. Die akzeptieren das nur kohäsiv, da sich das auch besser simulieren lässt). Und dementsprechend werden die Klebstoffe auch so gezüchtet....

Der sprödere EA 9483 liefert bei diesem Versuch und 0,8mm Blech nur um die 7 Mpa. Liegt an so einem spröderen Klebstoff eine gewisse Schälkraft oder ein Anriss an, dann knacken die halt durch. Dementsprechend streuen die Ergebnisse oft auch ein bisschen mehr.

Was heißt das für dein Sitzrohr?

Am besten (wie schon gesagt) ein schlagzähmodifierten EP-Klebstoff einsetzen. Klebspaltdicke ist relativ egal (0,3mm ist aber ein guter Wert), Sauberer Prozess und Benetzung ist wichtiger. Aber auch mit etwas spröderem, wie dem besagten EA9483 wird das wohl funktiorien, und da liese sich halt das mit dem Vakuum eher realisieren. Die beiden anderen fließen nur widerwillig bis garnicht)

Für Sitzrohr mit 30mm Durchmesser und sagen wir nur mal 20mm Überlappung kommst du auf 30mm x 3,14 x 20mm= 1800 mm^2 Klebefläche.

Macht bei (sehr konservativen) 10MPa Festigkeit= 18000N statische Festigkeit. Das sollte auch mit Sicherheitsfaktoren für Ermüdung und Alterung eine ganze Weile halten.

Aus konstruktiver Sicht (wie bei den Muffen auch): Spannungsspitzen vermeiden, Übergänge anfasen.

Zudem zeugt die Erfahrung anderer Rahmenbauer, dass das wohl recht dauerhaft hält und die kochen garantiert auch nur mit Wasser (oder Epoxy oder MMA)

Wenn man für diese Versuche übrigens die Überlappung weiter erhöht, reisst irgendwann das Substrat und nicht mehr die Klebung. Das ist dann zwar schön für Fotos, wenn der Stahl oder das CFK reisst und "Der Kleber fester als Stahl ist" .Aber es lässt sich dann nicht mehr viel über die Festigkeit der eigentlichen Verbindung sagen.....

Ermüdung ist (wie bei allen Werkstoffen) ein Thema aber in Summe hochkomplex. Da kommen Einflüsse von Geometrie (eben genannte Spannungsspitzen), Alterung (Kunststoffe altern, Umwelteinflüsse, Medieneinflüsse, Korrosion), Temperatureinflüsse (Spielen bei Metallen zwischen -40°C und + 80°C keine große Rolle, bei Klebstoff schon) und klassischer mechanischer Ermüdung zusammen.

Prinzipiell lässt sich sagen, dass auch hier schlagzähmodifizierte System zu bevorzugen sind, da Spannungsspitzen vermieden werden und die Toughener auch als "Rissstopper" wirken können.

Außerdem sollte (gerade bei Metall-CFK) darauf geachtet werden, dass keine elektrochemischen Prozesse ablaufen können (Klebespalt beachten und kein direkter Kontakt CFK-Metall!).

Lackieren (eh klar) und auch auf der Innenseite natürlich irgendwie vor Korrossion schützen. Standwasser (Tretlager) vermeiden.

Als sehr konservative Daumenregel sagt man wohl 10% der statischen Festigkeit als Dauerfestigkeit voraus. Aber das ist schon ziemlich konservativ. Will man es genau wissen kommt man um sehr aufwändige Test halt nicht drumrum.

LIeber Bob,

danke für deine sehr ausführliche Erklärung. Leider verstehe ich nur die Hälfte von dem, was du hier schreibst. Ich nehme für mich aber mal folgendes mit:

Der Kleber der Wahl soll: EA9483 heißen. Den gibts von Loctite

Sauber Arbeiten ist das Wichtigste. Also Reinigen mit Benzin und IPA

Wie versprochen anbei ein paar Daten und ein kleiner Exkurs in die Klebetechnik:

 

Double lap shear Zugversuch (2x 0,8mm Stahlblech zu CFK (+-45° Orientierung, PU-Harz ), 10mm Überlappung) mit verschiedenen Klebstoffschichtstärken mit Teroson EP 5065. Reinigung mit Benzin (Metall), Isoprop (CFK), angeschliffen mit P120 und Scotch-Brite. (Die Körnung ist m.Mn übrigens kackegal, Reinigen vor und nach dem Schleifen)

 

Versuch seiht etwa so aus (Die Striche sind die Substrate)

 

F (1/2)

..................................-------------------- >>> F (CFK)

F (1/2)

 

0 Spalt (also einfach nur direkt verpresst und mit einer Klammer fixiert): 7900N

0,3mm (Glaskugeln): 8700N

1mm (Teflonspacer): 9000N (ca. 18 MPa)

 

Man sieht: Bei diesem Versuch, der mechanisch relativ nah an Rohr zu Hülse ist, ist die Klebstoffschichtdicke relativ egal.

Die Bruchbilder sind so mittel. Teils adhäsiv, teils Bruch des CFKs, teilweise kohäsiv. Das Stahlblech geht aber auch schon in den plastischen Bereich über.

Der relativ spröde Loctite EA 9483 liefert bei diesem Versuch ebenfalls 9000N, aber adhäsives Bruchbild.

 

(Kohäsives Bruchbild: Klebstoff reisst in sich, auf beiden Substratoberflächen bleibt eine Klebstoffschicht nach dem Bruch. Das ist immer favorisiert, da besser vorhersagbar und oft auch besser in der Alterung)

 

 

[ATTACH=CONFIG]209535[/ATTACH]

 

 

Beim einfachen Zugscherversuch:

 

F

................................... ------------------------------ >>> F

 

lieferten der EP 5065 und der EA 9466 die besten und recht ähnliche Werte. Mit 12,5mm Überlappung und 0,3mm Klebeschicht ergeben sich grob folgende Kräfte und Bruchspannungen.

 

1,5mm VA zu CFK (falls der nächste fragt wie er sein XCR-Rohr verkleben soll): ca. 24 MPa (7500N)

1,5mm Stahlblech zu CFK: um die 20 Mpa (6200N)

0,8mm Stahlblech zu CFK: Um die 13 MPa (4000N)

 

Man sieht, Kleben ist kompliziert. Auch die Festigkeit/Steifigkeit des Substrats hat einen Einfluss auf die Festigkeit der Verbindung. Liegt z.B. dann an der mehrachsigen Verformung an der Klebestelle. Man sieht an den 0,8mm Blechen auch schon schön wie sie beginnen einzuschnüren.

Je steifer das Substrat desto schöner auch die Bruchbilder hier. Der 5065 besser als der 9466. Das mit dem Bruchbild hängt aber auch mit der Automobilindustrie zusammen. Die akzeptieren das nur kohäsiv, da sich das auch besser simulieren lässt). Und dementsprechend werden die Klebstoffe auch so gezüchtet....

 

Der sprödere EA 9483 liefert bei diesem Versuch und 0,8mm Blech nur um die 7 Mpa. Liegt an so einem spröderen Klebstoff eine gewisse Schälkraft oder ein Anriss an, dann knacken die halt durch. Dementsprechend streuen die Ergebnisse oft auch ein bisschen mehr.

 

 

[ATTACH=CONFIG]209536[/ATTACH]

 

 

Was heißt das für dein Sitzrohr?

 

Am besten (wie schon gesagt) ein schlagzähmodifierten EP-Klebstoff einsetzen. Klebspaltdicke ist relativ egal (0,3mm ist aber ein guter Wert), Sauberer Prozess und Benetzung ist wichtiger. Aber auch mit etwas spröderem, wie dem besagten EA9483 wird das wohl funktiorien, und da liese sich halt das mit dem Vakuum eher realisieren. Die beiden anderen fließen nur widerwillig bis garnicht)

 

Für Sitzrohr mit 30mm Durchmesser und sagen wir nur mal 20mm Überlappung kommst du auf 30mm x 3,14 x 20mm= 1800 mm^2 Klebefläche.

 

Macht bei (sehr konservativen) 10MPa Festigkeit= 18000N statische Festigkeit. Das sollte auch mit Sicherheitsfaktoren für Ermüdung und Alterung eine ganze Weile halten.

 

Aus konstruktiver Sicht (wie bei den Muffen auch): Spannungsspitzen vermeiden, Übergänge anfasen.

Zudem zeugt die Erfahrung anderer Rahmenbauer, dass das wohl recht dauerhaft hält und die kochen garantiert auch nur mit Wasser (oder Epoxy oder MMA)

 

Wenn man für diese Versuche übrigens die Überlappung weiter erhöht, reisst irgendwann das Substrat und nicht mehr die Klebung. Das ist dann zwar schön für Fotos, wenn der Stahl oder das CFK reisst und "Der Kleber fester als Stahl ist" .Aber es lässt sich dann nicht mehr viel über die Festigkeit der eigentlichen Verbindung sagen.....

Hehe.... das ist halt ein Thema für sich...

Also meine persönliche Empfehlung:

Willst du den Klebstoff injizieren (Vakuum) und suchst daher was sehr niederviskoses: EA 9483.

Performance ist ok, sollte es tun.

Pastöse, gethoughende Systeme liefern die deutlich besser Performance (EA9466 oder EP 5065). Dafür muss dein Prozess aber eben für etwas pastöses ausgelegt sein.

Wichtig immer, dass die Teile sauber sind und eben der Prozess beherscht wird, so dass alle Bereiche sauber mit Klebstoff benetzt sind...

Meine momentan bevorzugte Herangehensweise wäre:

1. Alles pipfein reinigen und entfetten
   
2. Kleber auf die Innenseite der Hülse und auf dem Sitzrohr an der erforderlichen Stellen auftragen.
   
3. Rohr in Hülse schieben.
   
4. Überschüssigen Kleber mit IPA, Aceton oder etwas besseren sofort entfernen.
   
5. Hoffen, dass ich genug Zeit habe, das Rohr richtig auszurichten bevor der Kleber anzieht.
   

Hehe.... das ist halt ein Thema für sich...

 

Also meine persönliche Empfehlung:

 

Willst du den Klebstoff injizieren (Vakuum) und suchst daher was sehr niederviskoses: EA 9483.

Performance ist ok, sollte es tun.

 

Pastöse, gethoughende Systeme liefern die deutlich besser Performance (EA9466 oder EP 5065). Dafür muss dein Prozess aber eben für etwas pastöses ausgelegt sein.

 

 

Wichtig immer, dass die Teile sauber sind und eben der Prozess beherscht wird, so dass alle Bereiche sauber mit Klebstoff benetzt sind...

Meine momentan bevorzugte Herangehensweise wäre:

 

1. Alles pipfein reinigen und entfetten
   
2. Kleber auf die Innenseite der Hülse und auf dem Sitzrohr an der erforderlichen Stellen auftragen.
   
3. Rohr in Hülse schieben.
   
4. Überschüssigen Kleber mit IPA, Aceton oder etwas besseren sofort entfernen.
   
5. Hoffen, dass ich genug Zeit habe, das Rohr richtig auszurichten bevor der Kleber anzieht.
   

An deiner Stelle würde ich mir zuerst Gedanken machen wie du die Rohrstummel ohne Verzug anlötest. Eventuell musst dann gar nicht mehr kleben und das Carbonrohr hält schon von alleine in den Rohrstummeln

Die drei Erwähnten Klebstoffe sind alle so langsam, dass da kein Stress ausbrechen sollte beim verarbeiten. Da hast bei Raumtemperatur rund ne Stunde Zeit bevor auch nur irgendetwas passiert.

Schauen, dass die richtige Kartuschenpresse hast und ausreichend von dem Statikmischern.

Hab ich doch schon

Du wolltest so aufspreizbare Einsätze drehen, die während der Löterei die Hülsen rund halten sollen und anschließend wieder leicht aus den Hülsen entfernt werden können

An deiner Stelle würde ich mir zuerst Gedanken machen wie du die Rohrstummel ohne Verzug anlötest. Eventuell musst dann gar nicht mehr kleben und das Carbonrohr hält schon von alleine in den Rohrstummeln

Deshalb stehen die beiden Hülsen aber noch lange nicht in der Flucht. Vermutlich steht der Stummel unten etwas nach vorne. In diesem Fall einfach ein gebogenes Sitzrohr einbauen und behaupten, das soll so. :-)

Viele Grüße,

Georg

Hallo Georg,

immer diese Schwarzmalerei. Einfach mehr positiv Denken

Ich hoffe, dass ich die Hülsen kongruent einlöten kann. Unsere alte Rahmenlehre dürfte das ermöglichen, weil hier das Sitzrohr der Bezugspunkt zu allen anderen Rohren ist und sich die Hülsen auch schön klemmen lassen.

Deshalb stehen die beiden Hülsen aber noch lange nicht in der Flucht. Vermutlich steht der Stummel unten etwas nach vorne. In diesem Fall einfach ein gebogenes Sitzrohr einbauen und behaupten, das soll so. :-)

 

 

 

Viele Grüße,

Georg

Ich möcht ja nicht lästig sein aber es gibt auch visuelle Menschen.

Bitteschön ....

Bohrungen ins Tretlager gebohrt und die fertigen Bauteile in der Hinterbaulehre aufgespannt. Auf dem letzten Bild sieht man auch die bereits an die Kettenstreben gelötete Flatmount Bremsaufnahme.

Die Vorrichtung für die Ausrichtung der Flat Mount Aufnahme hat Noize ja schon ein paar Seiten vorher gepostet.

Hab ich schon gesagt, dass die ganze Nummer mit dem CFK-Sitzrohr nur Sinn macht, wenn man das selsbt laminiert mit einem Custom-Lagenaufbau...?

Geh weg und schäm dich.

Beiss in Seife und wasche dir den Mund.

Sowas sagt man nicht.

Oder ein hübsches rostfreies Rohr einlöten, aller Haltbarkeitssorgen enthoben sein und gemütlich herumradeln, während andere noch am Klebstoff schnüffeln? :-)

Viele Grüße,

Georg

Haltbare Räder hab ich schon. Ich will eines zum Schnüffeln

Oder ein hübsches rostfreies Rohr einlöten, aller Haltbarkeitssorgen enthoben sein und gemütlich herumradeln, während andere noch am Klebstoff schnüffeln? :-)

 

Viele Grüße,

Georg

Ach so? Dann bleib ich bei Metall...

Wobei: Sag niemals nie... :-)

Viele Grüße,

Georg