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 Betreff des Beitrags: GFK-Rohre
BeitragVerfasst: Mo 1. Jul 2013, 11:23 
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Hallo Leute,
ich beschäftige mich zur Zeit mit dem Thema der verwendeten Kernstäbe und wollte euch an meinen Gedanken teilhaben lassen :)

Mir bekannt sind folgende Stäbe die oft benutzt werden:

- GFK-Vollstab, AD: 16 mm, Herstellungsverfahren: Poltrusionstechnik
Der ist nahezu unzerstörbar, dafür relativ biegsam (aber allseits eingesetzt und also im grünen Bereich)

- GFK-Rohr, AD: 30 mm, ID: 27 mm, Herstellungsverfahren: Prepreg-Wickelverfahren
Auch der ist meines Wissens quasi unzerstörbar, außerdem steifer als der Andere

Mich würde brennend interessieren was sonst so benutzt wird und wie die Erfahrungen in welcher Pompfe sind! Her mit den Infos! :banane:

Dazu folgende Gedanken:
Es gibt mehrere Herstellungsverfahren.

Poltrusionstechnik: Entspricht dem Strangziehen. Dabei werden alle Fasern in längsrichtung parallel gelegt und verbunden. Es entsteht eine Faserrichtung parallel zum Stab.
Gut geeignet für: Biegebelastungen, Axiale Kräfte
Weniger gut geeignet für: Radiale Kräfte, Torsion

Wickelverfahren: Es werden die Fasern um einen Kern gewickelt und dabei verbunden. Es entsteht eine Faserrichtung quer zum Stab.
Gut geeignet für: Radiale Kräfte, Torsion
Weniger gut geeignet für: Biegebelastungen, Axiale Kräfte

Kreuzwickeln/pullwinded: Es wird ein Fasergeflecht um einen poltrudierten Kern gewickelt. Je nach Winkel der Fasern kann eine unterschiedliche Kräfteaufnahme erreicht werden.

Der perfekte Kernstab für uns sollte also in Poltrusionstechnik hergestellt sein! (Oft gekennzeichnet mit UD für unidirektionale Faserrichtung)
Das oben genannte Rohr ist also nur so stabil, weil es einen so hohen Durchmesser hat. Ich hoffe ich bekomme von carbonscout noch Daten bezüglich E-Modul und Reißfestigkeit, dann kann man vernünftig rechnen wie stabil es denn nun wirklich ist. Die Werte von Wikipedia dürften in diesem Fall nicht wirklich zutreffen.
(EDIT: Werte bekommen, sie sind deutlich über den Wikipedia-Werten)

Ich habe eine kleine Tabelle mit einer theoretischen Rechnung zur Festigkeit erstellt. Die höchste Belastung auf den Kernstab tritt beim Stab auf, wenn man ihn am breitesten nimmt. So setzt der Hebel bei 90 cm, also genau der Mitte des Stabes an. Der blanke 16mm Rundstab dürfte bei einer Belastung von ca. 325 N (ca. 33 kg) an dieser Stelle nachgeben. Bei dieser Belastung biegt er sich etwa um 270 mm durch.

Ich habe jezt einfach mal diesen Bruchwert als erforderlich angenommen und anhand diesem nach Rohren gesucht.

Für einen Stab wäre hier ein GFK-Rohr UD mit AD: 21, ID: 18 sehr gut geeignet. (Bruchkraft 337 N, Durchbiegung 207 mm)
Für einen Q-Tip würde schon 19x16 reichen (346 N, 140 mm)
Für eine Kurzpompfe 16x14 (394 N, 85 mm)

Das Problem dabei ist, nur das 16x14 gibt es bei carbonscout auch zu bestellen. Größere können sie in GFK UD auch nicht hersetellen! (Ich hab nachgefragt) Ich suche noch nach anderen Lieferanten, bisher hab ich da aber noch nichts gefunden. Außerdem habe ich bei carbonteam angefragt ob es zu den Kreuzgewickelten technische Daten gibt, diese könnten noch ein Kompromiss sein. Aber auch da gibt es im Shop nur durchmesser 20, der zumindest für Stäbe zu gering ist, und als nächste Größe erst Durchmesser 30. Ob sie zwischengrößen herstellen können bleibt noch abzuwarten.

Alternativ zu der ganzen GFK Geschichte, die Preislich noch vertretbar ist, steht das ganze in CFK.

Für einen Stab hier: CFK-Rohr UD 20x16 (330 N, 88 mm)

Dieser würde aber 90 Euro kosten! Hier gibt es einer große Auswahl an Durchmessern, Dicken usw. bei den carbonscout. Hier ist zu beobachten, dass die Reißfestigkeit etwas geringer ist als beim GFK, dafür ist es sehr viel steifer.
Die carbonteam CFK-Rohre haben eine höhe Festigkeit (laut Datenblatt). Allerdings haben sie eine sehr eingeschränkt Auswahl, und das größte Rohr von ihnen (20x18) würde für einen Stab bei 255 N Bruchkraft bei 100 mm Durchbiegung liegen.
Kostenpunkt 50 Euro, also noch vertretbar gegenüber dem CFK-Rohr preis von 40 Euro (carbonscout Restposten 30x27).
Für alles außer Stäbe auf jeden Fall auch einsetzbar.


Mir persönlich ist ein 30 mm dicker Griff eigendlich zu dick, deswegen bin ich auf der Suche nach einer Alternative. Für meine Kollegen am Stab bin ich auf der Suche nach einer bezahlbaren Alternative. (90 Euro allein für den Kernstab ist schon etwas heftig für Schüler...)

Was ich gerne geklärt haben würde ist: Wie viel muss er denn nun wirklich Aushalten? Sind die 325 N überzogen oder ist es schon gut so, dass er das aushält? Dazu würde ich gerne wissen was sonst noch so für Kerne verwendet werden und wie stabil die sind. Daraus könnte man evtl. Rückschlüsse ziehen wie hohe Belastungen so ein Kern aushalten muss.
Bitte schreibt doch: Innen- und Außendurchmesser, Herstellungsverfahren, in welcher Pompfe verwendet, wie lange benutzt und ggf. nach welcher Zeit er schon kaputt gegangen ist (und möglichst noch wie es zu dem Bruch kam)

Ihr würdet mir sehr helfen, und wenn es dann auch auf die Realität anwendbar ist vll auch vielen anderen ;)

EDIT: Datei geändert, Werte für Prepreg-Rohr von Carbonscout aufgenommen, Vergleich hinzugefügt
EDIT2: Datei geändert, Fehler ausgebessert Bruchkraft

Erfahrungen mit Kernstäben:
AD: 30 mm
ID: 27 mm
Typ: GFK-Rohr
Herstellungsverfahren: Prepreg-Wickeltechnik
Bezug: carbonscout (Restposten)
Einsatz seit: ca. 2008
Bruch: Nach drei Jahren Benutzung, bei Schlag auf Schildkante
Engesetzt als: Alle Pompfenarten
Verhalten: sehr steif

AD: 16 mm
Typ: GFK-Vollstab
Herstellungsverfahren: Poltrusionstechnik / Unidirektional
Bezug: carbon-team, carbonscout
Einsatz seit: schon immer ;)
Bruch: keiner Bekannt?
Engesetzt als: Alle Pompfenarten
Verhalten: etwas Elastisch, schwingt aber nicht stark nach

AD: 16 mm
ID: 12 mm
Typ: GFK-Rohr
Herstellungsverfahren: Kreutzgewickelt
Bezug: carbon-team
Einsatz seit: 1,5 Jahren (Anfang 2012)
Bruch: keiner Bekannt?
Engesetzt als: Alle Pompfenarten
Verhalten: etwas elastischer als 16 mm Vollstab

AD: 20 mm
ID: 17 mm
Typ: GFK-Rohr
Herstellungsverfahren: Kreutzgewickelt
Bezug: carbon-team
Einsatz seit: Juni 2013
Bruch: keiner Bekannt
Engesetzt als: Alle Pompfenarten
Verhalten: etwas steiffer als 20/18 CFK-Rohr, aber trotzdem noch biegsam

AD: 20 mm
ID: 18 mm
Typ: CFK-Rohr
Herstellungsverfahren: Pullwindingverfahren
Bezug: carbonscout
Einsatz seit: 1 Monat (Juli 2013)
Bruch: nach ca. 1 Monat, Drückduell mit 30mm Kernrohr Stab
Engesetzt als: Stab
Verhalten: Steiffer als 16 mm Vollstab, aber trotzdem noch biegsam


Dateianhänge:
Dateikommentar: Berechnung Bruchkraft & Vergleich
Kernstab_Bruchkraft.xls [33 KiB]
150-mal heruntergeladen

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Zuletzt geändert von Pukinn am So 25. Aug 2013, 13:58, insgesamt 10-mal geändert.
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 Betreff des Beitrags: Re: GFK-Rohre
BeitragVerfasst: Mo 1. Jul 2013, 13:11 
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Interresant, dass das endlich mal jemand versucht systematisch anzugehen.

Mein (rein emprischer Eindruck): Es kommt zwar nicht oft vor, aber ich würde sagen, dass 33kg und mehr durchaus hin und wieder auftritt und auch Biegungen mit mehr als 27 cm. Ich hab allerdings keine Ahnung bei welchen Kernstäben ich solche Biegungen beobachtet habe.

Ich hatte auch mal ein wenig rumgelesen und dann den Eindruck, dass der Unterschied zwischen GFK und CFK nur im Gesicht und der Steifigkeit liegt, nicht aber in der Robustheit. Finde es gut, dass deine Zusammenstellung auch zu einem ähnlichen Ergebniss kommt :)


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 Betreff des Beitrags: Re: GFK-Rohre
BeitragVerfasst: Mo 1. Jul 2013, 13:54 
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Ich habe noch einen unverbauten 16 mm Stab im Keller liegen. Vielleicht werde ich demnächst mal ein Paar tests machen wie er sich verhält. (vll erstmal ohne die Bruchlast zu testen, sondern nur die Durchbiegung bei geringeren Lasten.)

33 kg in der Mitte des Stabes ist aber schon eine recht ordentliche Last. Häng mal ca, 1,5 volle Kästen Bier in die Mitte an den blanken Kernstab ;)
Ein Problem ist natürlich noch, dass ich hier nur statische Lasten berechnet habe um mal einen groben Überblick zu bekommen.

Die 33 kg Last bedeuten ja z.B. folgende Situation:

Die Spitze deines Stabes steckt im Boden fest oder wird vom Gegner geblockt. Mit der Hand, die sich am mittleren Griff ganz unten befindet musst du jetzt eine Kraft von ca 33 kg erzeugen, mit der anderen Hand, die sich ganz am Ende des oberen Griffs befindet, musst du die entstehenden 16,5 kg halten.

Ich habe das auch mit einer Länge von 1800 mm gerechnet, was ja nicht der Wahrheit entspricht. Gerechnet mit den Maßen von lesters Pompfenbauanleitung:
1740 mm Stablänge
Oberer Griff mittig genommen
Unterer Griff oben für maximale Reichweite genommen
Ergibt:
1665 mm belastete Länge
bei einem Hebelpunkt 600 mm vom "Lager" entfernt
= 38,7 kg Bruchkraft

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 Betreff des Beitrags: Re: GFK-Rohre
BeitragVerfasst: Mo 1. Jul 2013, 14:10 
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Meines erachtens kommt es auch auf die Spielweise an.
Was bisher bei mir ankam ist, das die 16mm Kernrohre halten. Ich habe da bisher nur von einen Bruch gehört und da hat sich der Spieler mit seinen Gewicht auf den Q-Tip gestützt und ihr durchgebogen (beim Kette fangen).

Die Eigenschaften von dünneren Kernrohren ist, das die schläge weicher sind, die Pompfe federt vorne noch nach. Für Spieler die gerne schnell zuschlagen und dann wieder aus der Distanz zum Gegenspieler rausgehen optimaler.
Sind aber weniger für Drückduelle geeignet. Weil das Kernrohr nachgibt.

Zu Kernrohren mit größeren Durchmesser (Ich kenne jetzt nur welche mit 27mm) Die Pompfen geben fast garnicht mehr nach. Also auch kein Federn mehr. Dafür sind sie besser für Drückduelle geeignet.
Eingesundheitlicher Nachteil ist, das die Schläge direkt in die Hand gehen und sich auf die Gelenke auswirken.

Das sind vorallem erfahrnungen, die ich mit den Stab gemacht habe. genaueres zu den 16mm Stäben, kann ich dann nochmal sagen, wenn sie länger getestet wurden. Das was ich geschrieben habe, ist nur ein erster Eindruck.

Also vergeallmeinert würde ich sagen das die 16mm Rohre für Stäbe für körperlich schwächere Personen geeigneter sind und die dickeren Kernrohre eher für kräftigere. Kommt aber auch auf die Spielweise der Person an.


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 Betreff des Beitrags: Re: GFK-Rohre
BeitragVerfasst: Mo 1. Jul 2013, 14:31 
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Meinst du hier die 16x14 Rohre von carbonscout? Oder meinst du die 16 mm Vollstab-Variante?

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 Betreff des Beitrags: Re: GFK-Rohre
BeitragVerfasst: Mo 1. Jul 2013, 16:06 
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das müssten die von Carbonteam sein.
und nur die Rohre, die Vollstäbe sind meines achtens noch nicht gebrochen. wiegen aber nen bisschen mehr.


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 Betreff des Beitrags: Re: GFK-Rohre
BeitragVerfasst: Mo 1. Jul 2013, 20:37 
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ich spiele seit fast zwei jahren einen rohrstab (27mm-30mm) und möchte die dinger wärmstens empfehlen.

zum einen spart man gewicht, wie auch in der heidelberger anleitung steht, was aber für mich nicht der größte vorteil ist. der liegt nämlich in der fast absoluten steifigkeit, welche zweierlei bringt:

1. sie macht kleine wie große schläge viiieeeel präziser
2. beim losschlagen biegt sich der stab nicht mehr durch, was auch heißt, dass man hier keine energie mehr in rückstellkräfte steckt und man bei fast allen bewegungen, selbst kleinen blockbewegungen, schneller ist. (riesenvorteil)

das erleichtert übrigens kreatives spiel mit dem stab, und lohnt sich mit der hamburger auslage am meisten (find ich)

ein weiterer kleiner vorteil ist übrigens das perfekte abmaß für bestimmte nomazip-isos, was die verarbeitung unglaublich erleichtert.

brunos gesundheitsanmerkung stimmt übrigens, da sollte man sich ganz langsam an volle kraft ranspielen, dann ist man aber auch sicher (ich hab mir da einen monat gegönnt, wo ich auch alle sparringpartner um bnachsicht gebeten hab)


zur systematisierung: so wie du das angehst, ist das zwar recht interessant, aber schwer anzuwenden. das fängt schon bei dem kennwert "bruchspannung" an. der ist nur sinnvoll, wenn er das versagen der sehr steifen fasern angibt, weil das dann gleichzeitig das ende des elastischen bereichs markiert. (es könnte auch die spannung beim letzlichen abbruch gemeint sein, bis dahin wollen wir ja egt nicht belasten..)
abgesehen davon ist so ein verbund auch eher sensibel, da die sensibelste stelle die verbindung von faser und matrix ist, und die ist grade über dauer leichter zu schädigen. das problem für den stab bleibt auch einfach diese dauernde wechsel-und mischbelastung und nicht unbedingt die einmalige überlastung durch einen schlag.

aaaaber das ist alles kein problem: die erfahrung zeigt ja, das man mit gfk bisher kaum an die grenzen des materials gekommen ist, selbst mit mutwilliger zerstörung brauch man fünf jahre, um einen 16 mm vollstab klein zu kriegen. dabei ist hier aber gar kein optimierungsbedarf gegeben, denn wirklich dünner als diese 16 mm will man um des bauens willen gar nicht gehen. und das ende der steifigkeit hat man mit dem 30 mm rohr oder mit bambus auch egt erreicht.

wenn du die lebensdauer einer pompfe erhöhen möchtest, sehe ich viel größeren entwicklungsbedarf bei der verklebung zwischen gfk und schaumstoff und bei der lebensdauer des schaumstoffs.

möchtest du deine pompfe lecihter machen, ist es auch hier naheliegender, beim kleber anzufangen, und dann über das tape nachzudenken.


ich glaube leider echt, das kernmaterial ist das falsche ende der optimierung :d

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 Betreff des Beitrags: Re: GFK-Rohre
BeitragVerfasst: Di 2. Jul 2013, 11:20 
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Von carbonteam habe ich mittlerweile eine Antwort zu den Festigkeitswerten der Prepreg-Rohre. (Habs in das Dokument aufgenommen und wieder im ersten Beitrag hochgeladen)

Rechnerisch kommt so der 30/27 Prepreg Stab auf 6,2% weniger Bruchlast als der 16 mm Vollstab, dafür aber ca. 3,5 fache Steifigkeit. Das würde sich doch recht gut mit der Realität decken.
Dazu eine Gewichtsersparnis von ca 33%.

@Bruno
Von carbonteam habe ich leider noch keine Antwort bezüglich den Festigkeitswerten für die Kreuzgewickelten Stäbe. Die dürften sich aber dann irgendwo zwischen den Prepreg-Rohren und den Unidirektionalen bewegen.
Ein 16/14-Rohr, dürfte dann aber nach meiner Einschätzung kaum einsetzbar sein. Je nach dem wie sich E-Modul und Reißfestigkeit verhalten, dürfte er entweder extrem flexibel sein oder sehr schnell brechen. Zumindest wenn er in einem Stab oder Q-Tip eingesetzt wird und nicht nur in Lang oder Kurzpompfe.

@leisa
Ich nehme mal an, dass sich die Bruchspannung auf den Verbundwerkstoff allgemein bezieht. Ich hoffe mal die Leute waren so schlau das zu bedenken... Dass ich hier nur statische lasten betrachte ist mir bewusst. Ich will auch garnicht umbedingt wissen, dass wenn ich 33 kg Belastung ausrechne, ich auch "mit 33 kg" drauf hauen kann.
Viel eher suche ich eine Näherung um Kernstäbe einigermaßen auszulegen. Am Ende würde ich gerne eine Aussage haben in dieser Richtung: Meine Pompfe muss bei normaler/harter/leichter Spielweiße in etwa eine statische Bruchkraft von xyz aushalten, dass ich damit gut klar komme.

Das 30mm Rohr fände ich wirklich Ideal für mich, wenn es ein 20 mm Rohr währe :P Der Punkt ist, in UD wäre es vermutlich ohne problem möglich ein 20 mm Rohr zu verwenden. Die gibts aber leider nicht ;)

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 Betreff des Beitrags: Re: GFK-Rohre
BeitragVerfasst: Di 2. Jul 2013, 13:04 
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Pukinn hat geschrieben:
Ein 16/14-Rohr, dürfte dann aber nach meiner Einschätzung kaum einsetzbar sein. Je nach dem wie sich E-Modul und Reißfestigkeit verhalten, dürfte er entweder extrem flexibel sein oder sehr schnell brechen. Zumindest wenn er in einem Stab oder Q-Tip eingesetzt wird und nicht nur in Lang oder Kurzpompfe.


Sry, aber das ist quatsch. Seit fast 1 1/2 Jahren setzen wir 16'r Rohre in Jena für jede erdenkliche Pompfe ein (mein Q-Tip eingeschlossen und der wird gerne mal etwas härter rangenommen) und bis jetzt ist noch keine kaputt gegangen!
Die Pompfen sind etwas "wabbeliger" als ihre Vollstab Geschwister, das wars aber auch.

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 Betreff des Beitrags: Re: GFK-Rohre
BeitragVerfasst: Di 2. Jul 2013, 13:33 
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Darum dieser Thread ;)
Hier geht es auch um die kreuzgewickelten von carbon-team, oder?
Mir wurde vor kurzem von der 20/17 Variante abgeraten, weil die angeblich keine drei Trainings durchhalten würde. Deswegen meine Bedenken...

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