Das Misstrauen gegenüber Kunststoffen

  • Speziell im 3D Druck von Kunststoffen bin ich noch immer sehr skeptisch gegenüber der Langzeitstabilität. Die Filamente sind sicher professionell hergestellt, was der Nutzer nacher daraus macht, steht in einem anderen Buch. Man kann unendlich viele Dinge falsch machen und die Ungenauigkeiten der Maschinen tragen das ihre dazu bei. Hier geht es allerdings nicht um den 3D Druck.


    Die längste Zeit meines Lebens kannte ich Kunststoffe in Form von Spritzgussteilen und in meiner Werkstatttätigkeit als Rundstäbe, Rohre und Platten, die mittels Fräsen, Bohren und Drehen in die gewünschte Form gebracht wurden. Dazu noch eine grosse Vielfalt an Klebstoffen.


    Aus meiner langen Berufserfahrung musste ich leider zu oft erfahren, dass Kunstoffe häufig, wenn sie älter sind, der Grund für technisches Versagen von Bauteilen sind. Sie verspröden mit dem Alter, zersetzen sich unter Einfluss von Öl und UV-Licht und vieles mehr. Kunststoffe sind meist komplexe Gebilde die auf chemischem Weg entstanden sind. Sie zersetzen sich über die Jahre von selbst oder die Eigenschaften verschlechtern sich laufend.


    Hier will ich ein Beispiel aufzeigen, das gepaart mit einer schlechten Konstruktionsweise immer wieder zum Bauteilversagen führte. Langzeiterfahrung habe ich definitiv damit, mittlerweile 38 Jahre. Wer Schuld am ganzen ist, weiss ich sehr exakt, ich selber.


    Das Bauteil ist eine Feder eines Plattenspielers den ich selber konstruierte und baute. Die Variante die Feder zu kleben, habe ich gewählt da ich damals dem Kleben und den Kunststoffen mehr vertraute als heute und vor allem weil es viel einfacher umsetzbar ist als eine Verbindung mit mechanischen Elementen. Wichtig zu wissen ist, das alles war 1985, ich hatte viel weniger Erfahrung als heute und es gab kein Internet in dem alles nachgeschlagen werden konnte. Die Bibel für technische Erzeugnis war damals der "Wer liefert was" Katalog und Werbung in Fachzeitschriften.


    Als Klebstoff wählte ich den damals üblichen blauen Araldite. Alle Federn wurden anfänglich damit geklebt und im Ofen ausgehärtet. Die Oberflächen wurden mit grobem Schleiftuch angeschliffen und sauber gereinigt. Die Bedingungen für die Verklebung waren soweit in Ordnung und entsprachen dem damaligen technischen Stand. Es verging nicht so viel Zeit, bis die erste Feder aus dem Verbindungsteil gerissen wurden, da die Klebestelle versagte, sie ist konstruktionsbedingt unter dauernder Zugkraft. Nicht wahnsinnig viel, etwa 7kg werden es sein. Die abgerissene Klebeverbindung ist unten zu sehen.



    Wobei das eigentlich das schlechteste Beispiel ist. Diese Verbindung hat etwa 38 Jahre gehalten. Mein Anspruch war, bis an mein Lebensende. Damals als mehr als 60 Jahre.


    Die meisten Klebeverbindungen sind ein bis zweimal neu verklebt worden. Irgendwann kam ich auf die Idee in der Mitte des Bauteiles eine Stiftschraube zu setzen um zusätzliche Haftfläche zu erhalten. Das hat sich soweit recht gut bewährt und versagte soweit ich mich erinnere nur einmal. Dort war die Klebstoffmischung nicht gut, kann beim anmischen von Hand passieren. Das Teil auf dem Foto hat nun eine verbesserte Variante der zusätzlichen Verankerung erhalten. Es wurde eine Senkkopfschraube eingedreht. Damit habe ich die Hoffnung, einerseits geht nicht die ganze Last auf die flache Klebefläche und selbst wenn sich die Verklebung nochmals lösen sollte, ist sie noch im Schraubenkopf verankert. Ob der Klebstoff das festigkeitsmässig mitmacht, steht in einem anderen Buch.




    Der blaue Araldit kam schon lange nicht mehr Zug. Ich wechselte auf eine Variante mit einer leicht rosa Farbe die höhere Festigkeit versprach. Später wechselte ich auf Klebstoffe von Ergo. Bei dieser Reparatur kam der Ergo 7430 zum Einsatz. Heute haben diese Klebstoffe den Vorteil, dass sie auf sehr einfach Weise sicher korrekt gemischt werden können, da sie über Mischrohre verfügen. Die ungenaueren Mischungen meiner Araldite Verklebungen haben sicher das ihre dazu beigetragen, dass es zum Versagen der Klebestelle kam.



    Der Klebstoff ist zähflüssig und fliesst nicht so schön wie der etwas viskosere blaue Araldite.



    Feder aufgesetzt und um den Klebstoff gut zu verteilen, mehrfach um seine Achse gedreht.



    Jetzt muss der Klebstoff noch bis Mittwoch trocknen, dann habe ich die 96 Stunden Aushärtezeit für die optimale Endfestigkeit erreicht. Danach die Feder wieder montieren und hoffen, dass sie an dieser Stelle nie mehr reisst.


    Ein bisschen viel Brimborium um eine Verhälnismässig einfache Reparatur. Sie soll aufzeigen, dass wenn man gewisse Dinge nicht berechnet und oder nicht in der Lage ist die Berechnungen anzustellen, gepaart mit einer nicht optimalen Konstruktion zum konsequenten Versagen von Bauteilen führen kann. Es in diesem Fall immer wieder in mehr oder weniger grossen Zeitabständen passiert. Es gibt immer noch originale Araldite Verklebungen ohne zusätzliche Stiftschraube. Grundsätzlich war die gewählte Lösung bei optimaler technischer Ausführung nicht so schlecht, mir reichte die Zuverlässigkeit nicht.

    Gruss Erwin



    Wer rast, der verpasst das Leben.


    Kein Platz für weitere Sammelstücke ist nur eine faule Ausrede. ;) Es gibt für alles eine Lösung.

  • Hoi Erwin


    danke für die interessanten Ausführungen, die richtige Kleberei ist ja eine Wissenschaft für sich.


    Ich weiss zwar nicht, was für Anforderung an dein Bauteil gestelltwerden, mann könnte sich je nachdem auch eine anderen Konstruktion überlegen. Wie der Namen der Schraubenfeder ja sagt, ist sie im Prinzip eine Schraube, die man statt kleben auch eindrehen könnte und mit Aussenhülse (oder innerem Stift) in Gewindehöhe gegen seitliche Federbewegung, welche zum Abrutschen führen, sichern könnte.


    Gruss Barni

  • Aus meiner langen Berufserfahrung musste ich leider zu oft erfahren, dass Kunstoffe häufig, wenn sie älter sind, der Grund für technisches Versagen von Bauteilen sind. Sie verspöden mit dem Alter, zersetzen sich unter Einfluss von Öl und UV-Licht und vieles mehr. Kunststoffe sind meist komplexe Gebilde die auf chemischem Weg entstanden sind. Sie zersetzen sich über die Jahre von selbst oder die Eigenschaften verschlechtern sich laufend.

    Was Du hier sehr schön dokumentierst, entspricht exakt meiner Ansicht - und das als ehemaliger Kunststoff-Chemiker ...


    Ich bin davon überzeugt, dass Kunststoffe der Menschheit signifikant weiter geholfen haben, aber - eigentlich wie Alles - nicht perfekt sind.


    Nicht von ungefähr kommen deshalb bei mir bei der Moba noch immer gewisse Vorbehalte gegen Kunststoffgehäuse, auch wenn da die Technologie da massive Fortschritte gemacht hat.

    Dasselbe gilt auch beim 3D Druck. Ich lehne das in keinster Weise ab, es braucht nur noch Einiges an Zeit für die Weiterentwicklungen.


    Das ist jetzt aber kein Problem der Kunststoffe, das gilt für sämtliche Sparten. Beispiel: Solarpanele. Wer da zu früh daran war, der bezahlt dafür Lehrgeld. Die Effizienzsteigerung bei neuesten Panelen im Vergleich zu den ersten ist signifikant. Das gilt auch für alle Bereiche, wie Motoren, Kernkraftwerke, IT, Nahrungsmittelgewinnung und weiss ich was alles. Trotzdem wäre es falsch, immer nur abzuwarten, bis das Optimum erreicht wird, denn dann kommt man nie dazu.

    Gruss


    Roland

  • Entschuldige Erwin, ich entsorge meinen Beitrag.

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    ...auch Nichtraucher können süchtig sein nach Zündhölzern!

    Einmal editiert, zuletzt von egos () aus folgendem Grund: Von mir gelöscht, weil nicht zum Thema passend!

  • Namen der Schraubenfeder ja sagt, ist sie im Prinzip eine Schraube, die man statt kleben auch eindrehen könnte

    Hoi Barni


    Ganz so einfach geht es nicht. Die Schraubenfeder, typischerweise eine Druckfeder, bei mir hängt der Plattenspieler an Druckfedern, ein Oxymoron an sich, kann aus dem einfachen Grund, da sie über angelegte Windungen verfügen, damit sie möglichst flächig aufliegen, nicht ohne Gewalt eingeschraubt werden.


    Eine saubere Lösung um die Feder ohne Kleben zu befestigen ist aufwändig. Darum habe ich mich damals für diese Lösung entschieden.


    Da ich schon damals der geklebten Variante nicht so recht über den Weg traute, stellte ich zuerst einen Protypen her, der über eine gewisse Zeit mit etwas mehr Gewicht als effektiv anfällt, belastet wurde. Diese Verklebung ist nur bei Raumtemperatur ausgehärtet, später nach dem ersten Versagen im Ofen. Die im Ofen ausgehärteten Verklebungen zeigen die typischen kleinen Luftbläschen.



    Die reparierte Feder gehört zu dem Teil unten. Die Feder rechts hinten hat versagt. Da die unter Platte, worauf alles aufgebaut ist, nach wenigen Millimeter auf den Füssen aufsteht, kann nichts nach unten fallen. Der Vorteil dieser hängenden Bauweise.


    Gruss Erwin



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  • Hoi Erwin


    Habe mich noch ein wenig mit der Federbefestigung befasst. Will da aber auf keinen Fall belehrend wirken, bin weder Feinmech noch Inschenör. Eine mechanische Befestigung erscheint mir aber auch ohne wahnsinnigen Aufwand möglich.


    Die würde dann etwa so aussehen



    Sie besteht aus den folgenden Bestandteilen



    Die Unterlagsscheibe, die genau in die Hülse passt, ist segmentartig angefeilt, so dass die Steigung der Feder daran vorbeigehen kann. Die Verschraubung hält bombenfest.


    Die Hülse entschärft die nichmittige Anlenkung (was bei der Klebemethode übrigens auch nicht anders ist) der Feder.


    Gruss Barni

  • Hoi Barni


    Ist das eine Bastelei von dir?


    Die Hülse mit den gezackten Kanten sieht richtig gefährlich aus. Ich sehe schon die Schnittverletzungen an den Fingern vor meinem geistigen Auge. ;)


    Die Verbindung hält sicher, das zweifle ich nicht an. Deine Feder liegt besonders schlecht auf, da ihr die geschliffenen Enden fehlen. Da ich schlicht zu faul bin, die bestehende Konstruktion zu ändern, bleibt es bei der ursprünglichen Lösung. Der vorletzte Bruch einer Federaufhängung ist sicher 10 Jahre oder mehr her. Ich führe darüber kein Buch. Die Reparatur ist verhältnismässig schnell ausgeführt, die Feder lässt sich einfach aus- und einbauen.


    Wenn ich etwas ändern würde, wäre das ein Wechsel auf eine Zugfeder, wie beim Beispiel unten. Das hält schon 34 Jahre und hat zwei Umzüge mit dem notwendigen Ab- und Aufbau schadlos überstanden.


    Gruss Erwin



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  • Hoi Erwin


    Ja klar, das ist ein Viertelstundenpfusch. Es ging mir ja nicht darum, dich zu beeindrucken, sondern darum, das Prinzip aufzuzeigen und dafür nehme ich nicht das Drehbänkli hervor, haha


    Gruss Barni

    Einmal editiert, zuletzt von Bastler ()

  • sondern darum, das Prinzip aufzuzeigen

    Genau darum wäre es interessant ein Foto zu haben, das die Sicht in die Hülse mit Scheibe, Mutter und Schraube zeigt. Falls es geheim ist, ich kopiere deine Lösung nicht, versprochen. ;) :D



    Die Feder ist wieder verbaut und hält, wie lange werde ich sehen. ;) Der obere Teil ist noch eine alte vermutlich 38jährige Verklebung. Die wäre statistisch als nächstes dran.


    Der Einbau Schritt für Schritt. Die Feder in der PMMA Hülse bis an den Anschlag eingedreht und leicht angezogen. Mit einem speziellen Zugwerkzeug gespannt und zwei dünne Bronzebleche eingeschoben, damit die Feder in der Position gehalten wird. Zugwerkzeug demontiert und Gummischeibe, Messing U-Scheibe und Mutter aufgesetzt. Zugwerkzeug anschliessend wieder montiert, Bleche entlastet und entfernt.




    Die Gummischeibe sitzt in ihrer Kreistasche und die Distanz zur oberen Platte ist eingestellt. Und nun die grosse Preisfrage, welchen selten dämlichen Fehler habe ich gemacht? Ist auf den ersten fünf Fotos immer schön im Bild.



    Fehler behoben und alles noch einmal eingestellt. :rolleyes: Und fertig. :)


    Gruss Erwin



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  • Leider kein besonders gutes Foto...


    Ps: und ein Patent drauf habe ich nicht haha


    Ps2: übrigens spannende Konstruktion, dein Gebilde, wozu genau dient die federnde Aufhängung?

    Einmal editiert, zuletzt von Bastler ()

  • Danke für das Foto, Finger immer noch nicht blutig? ;)


    Federn sind eine gängige Lösung um Trittschall von Plattenspieleren fernzuhalten. Meistens werden Druckfedern verwendet und der schwingende Teil mit Plattenteller und Tonarm darauf aufgelegt. Das ist einfacher und günstiger zum herstellen, hat aber den Nachteil, dass die Federn zum ausknicken neigen und so das ganze System leicht taumelt. Je kleiner die Feder im Durchmesser, desto grösser dieses Problem. Pierre Lurné löste das Problem mit Federn in seinem J1 Plattenspieler die ca. 50mm Durchmesser haben.


    Andere Hersteller wie Sota mit seinem Sapphire oder Oracle mit seinem Delphi, haben die aufgehängte Variante gewählt. Damit sind die Federn immer gestreckt und taumeln nicht. Das Sapphire diente mir als Vorlage für den Plexiglas Plattenspieler. Das Plexiglas ist langzeitstabil, bis jetzt konnte ich keine Veränderungen feststellen die einen Nachteil für die Gebrauchsfähigkeit haben.

    Gruss Erwin



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  • Bei aller Frozzelei: Barnis mechanischer Lösungsansatz gefällt mir.

    Für eine erwinprofessionelle Optik könnte man ja eine ‚Unterlagsscheibe‘ aus Alu mit grösserer Stärke herstellen, und aussen eine ansteigende Nut einfräsen, in der die Feder eingedreht werden kann. Das oben herausstehende Federstück rechtwinklig zum Loch der Scheibe abknicken. Dann den Aluzylinder und mit der zentralen Schraube nach oben anschrauben.


    Aber ja: alle 20 Jahre neu kleben tut‘s auch. :vain:

    Gruss Roger


    95 von 121 grünen Ae 6/6


    Die Katze schläft im Lärm; nur die Stille weckt sie, wenn die Mäuse rascheln.

  • Aber ja: alle 20 Jahre neu kleben tut‘s auch.

    Richtig, anfänglich waren die Zeitabstände etwas kürzer, nun sind sie richtig lang und das Coole daran, ich überlege mir bei jeder Reparatur was noch verbessert werden kann. Es gibt immer noch Potential und ich weiss mittlerweile genau wie das Reparaturprozedere vor sich geht. Mir macht das Spass, etwas zu verbessern bis es absolut zuverlässig ist.

    Gruss Erwin



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    Kein Platz für weitere Sammelstücke ist nur eine faule Ausrede. ;) Es gibt für alles eine Lösung.

  • Finger sind noch unversehrt; ist so ein Stück von einem Alumedikamentenröhrchen und Alu nix gut schneid, haha


    Gruss Barni

  • Coole Lösung Barni :thumbup:


    Als gelernter Werkzeugmacher hätte ich es gemacht wie Erwin :D - das andere wäre mir vermutlich so gar nicht in den Sinn gekommen :whistling:

    sbb_bls_rm = DC Bahner 8) = bahnsiniger äh wahnsiniger Gruss Luca

  • Zum Abschluss die beiden Klebstoffe. Der gelblich durchsichtige ist der alte Araldite Blau, ausgehärtet im Ofen. Erkennbar an den charakteristischen kleinen Bläschen. Er scheint mir etwas elastischer als der graue Ergo 7430. Damit ich sicher war, dass der Klebstoff im Mischrohr gut gemischt ist, habe ich sicher die Rohrlänge an Materialinhalt auf das Papier gedrückt. Damit konnte ich auch gleichzeitig prüfen, wie der Klebstoff ausgehärtet ist.


    Etwa 12 Stunden nach dem Verkleben, habe ich die Reste an verschieden Stellen gebrochen, so konnte ich mir sicher sein, dass der Klebstoff sauber ausgehärtet ist. Jetzt nach über 100 Stunden Aushärtzeit, hat der Klebstoff stark an Festigkeit zugelegt. Ich brauche um einiges mehr an Kraft, um die dünneren Stränge zu brechen. Und die Feder hält immer noch. :thumbsup:


    Gruss Erwin



    Wer rast, der verpasst das Leben.


    Kein Platz für weitere Sammelstücke ist nur eine faule Ausrede. ;) Es gibt für alles eine Lösung.

  • Hoi zäme


    ist doch schön, wenn's ez hält! Gratuliere. Das ist ja genau das, was uns Bastler antreibt, sich etwas konzeptionell ausdenken, dann umsetzen und als gelöst abhaken; das gibt irgendwie Befriedigung.


    Gruss Barni


    Ps: es gibt natürlich unter uns solche die klarerweise etwas mehr als nur Bastler sind, die wollte ich nicht pauschal beleidigen

  • Zum Abschluss die beiden Klebstoffe. Der gelblich durchsichtige ist der alte Araldite Blau, ausgehärtet im Ofen. Erkennbar an den charakteristischen kleinen Bläschen. Er scheint mir etwas elastischer als der graue Ergo 7430. Damit ich sicher war, dass der Klebstoff im Mischrohr gut gemischt ist, habe ich sicher die Rohrlänge an Materialinhalt auf das Papier gedrückt. Damit konnte ich auch gleichzeitig prüfen, wie der Klebstoff ausgehärtet ist.


    Etwa 12 Stunden nach dem Verkleben, habe ich die Reste an verschieden Stellen gebrochen, so konnte ich mir sicher sein, dass der Klebstoff sauber ausgehärtet ist. Jetzt nach über 100 Stunden Aushärtzeit, hat der Klebstoff stark an Festigkeit zugelegt. Ich brauche um einiges mehr an Kraft, um die dünneren Stränge zu brechen. Und die Feder hält immer noch. :thumbsup:


    Das Misstrauen gegen den Geist ist Misstrauen gegen den Menschen selbst - ist Mangel an Selbstvertrauen.


    Heinrich Mann

    Handy brumm, ergo sum.

    Rainer Karius :lol:

  • Lieber Heinrich


    Willkommen im Forum. Kann ez deine Aussage intellektuell nicht ganz einordnen. könntest du deine Gedanken noch etwas ausführen?


    Gruss Barni