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Balsa

Balsa

Der Balsabaum (Ochroma lapopus Sw.) aus der Familie Malvaceae ist ein im tropischen Amerika wachsender Baum, dessen Holz für seine extreme Leichtigkeit bekannt ist. Er kann bis zu 30 m hoch werden, und sein Stamm erreicht einen Durchmesser von ca. 90 cm. Die Blätter sind gelappt und die Blüten groß. Die aufgesprungenen Früchte ähneln einer Hasenpfote, die Samenwolle kann als Polster-Ersatz verwendet werden.

Balsaholz

Balsaholz ist eine sehr leichte und einfach zu bearbeitende Holzart. Im Ursprungsland wird es zum Floßbau verwendet. Weltweit wird es als Ersatz für Kork verwendet, vor allem ist es aber ein beliebter Rohstoff bei den Modellbauern (besonders bei Flugmodellen und Schiffsmodellen). Auch die Hölzer für Tischtennisschläger werden z.T. aus Balsa gefertigt. Daneben hat Balsaholz eine große Bedeutung als Kernwerkstoff von Faserverbundwerkstoffen in Sandwichbauweise, beispielsweise im Boots-, Segel- und Kleinflugzeugbau, aber auch für einige Typen von Rotorblättern für Windenergieanlagen. Balsaholz gibt es in verschiedenen Festigkeiten/Dichten zwischen etwa 100 kg/m³ und 200 kg/m³. Dies ist etwa ein Drittel der Dichte von gewöhnlichem Holz. Je nach Anwendung kann man besonders hartes und relativ schweres oder leichtes und weiches Holz wählen. Leichtes Balsaholz ähnelt in seiner Dichte fast Polystyrol-Hartschaum. Bevor Surfbretter aus Kunstharz hergestellt wurden, bestanden die Surfbretter der Hawaiianer aus Balsaholz. Die Instrumentenkapseln der amerikanischen Raumsonden Ranger 3-5 sollten 1962 den harten Aufprall auf der Mondoberfläche geschützt von einem kugelförmigen Gehäuse aus Balsaholz überstehen. Mehr über die Anatomie, Verwendung, Bearbeitung und Geschichte in [http://www.balsaworld.com Balsaworld] Kategorie:Baum

Tropen

---- Die Tropen (v. gr.: tropai heliou Sonnenwendegebiete) sind a) strahlungsklimatisch betrachtet die Gebiete, die durch die beiden Wendekreise (23,5° nördliche und südliche Breite) begrenzt werden und in denen die Sonne mindestens einmal im Jahr im Zenit steht, b) im System der Atmosphärischen Zirkulation der Bereich zwischen den beiden subtropisch-randtropischen Hochdruckgürteln der Nord- und Südhalbkugel der Erde. c) der Bereich beiderseits des Äquators, der durch höhere tageszeitliche und geringere jahreszeitliche Temperaturschwankungen (25°C Jahresmittel) geprägt ist, da sich durch die ganzjährig hohe Einstrahlung keine thermischen Jahreszeiten bilden können, d) der Bereich bei dem die jährlichen Tageslängen nur sehr gering zwischen 10,5 und 13,5 Stunden schwanken. Als polwärtige Grenze der Tropen zu den Subtropen verwendete Köppen die 18°-Isotherme, Supan und Philippson die 20°-Isotherme des kältesten Monats. Diese Abgrenzungen beziehen sich aber nur auf die in geringer Höhe über dem Meeresspiegel gelegenen Warmtropen, die typischen Klimaeigenschaften der Tropen gelten aber auch für die höher gelegenen Gebiete. Wegen der Temperaturabnahme mit der Höhe spricht man dann, wenn die 18°- oder 20°-Isotherme unterschritten werden, aber rechnerisch sich ein höherer Wert ergäbe, von Kalttropen. Innerhalb der Tropen werden die äquatornahen immerfeuchten von den zu den Wendekreisen hin wechselfeuchten bzw. trockenen Tropen unterschieden, die sich in unterschiedlichen Vegetationszonen von den Tropischen Regenwäldern über die verschiedenen Savannentypen bis zu den Tropischen Halbwüsten und Wüsten zeigen. Als Ektropen werden diejenigen Gebiete bezeichnet, welche nicht in den Tropen liegen.

Siehe auch


- Tropischer Regenwald
- innertropische Konvergenzzone (ITC)
- Tropischer Wirbelsturm Kategorie:Tropen Kategorie:Meteorologie Kategorie:Ökosystem ja:熱帯 ko:열대

Holz

Holz (v. althochdt.: holz = Abgehauenes) bezeichnet die feste harte Substanz des Stammes, der Äste und Zweige von Bäumen und Sträuchern. Es wird in den Pflanzen von den Zellen des Meristems gebildet. Der nachwachsende Rohstoff Holz ist eine der ältesten Nutzpflanzen. Es besteht aus:
- Zellulose (40-50 %)
- Lignin (20-30 %)
- Hemicellulose (Polyosen) (20-30 %)
- Akzessorische Bestandteile (auch Begleit-, Inhalts- oder Extrastoffe) (1-3 %, Tropenholz bis 15 %!): Fette, Stärke, Zucker, Eiweiß, Phenole, Wachse, Pektine, Gerbstoffe (nur bei Laubhölzern), Sterine, Harz, Terpene
- Asche (0,1-0,5 %, Tropenholz bis 5 %) Im Wald befindliches, nicht lebendes Holz nennt man auch Totholz.

Gewinnung und Verwendung

Bei der Gewinnung von Holz für industrielle oder sonstige Zwecke ist zwischen nachhaltiger Forstwirtschaft und devastierendem Raubbau zu unterscheiden.

Holzverarbeitung

Holz wird genutzt als: # Brennstoff: Holz weist als nachwachsender Rohstoff eine extrem günstige Energiebilanz auf, ohne dass die Produktionsfläche nur der Produktion dient. Aus diesem Grund fand Holz Verwendung als Brennstoff in Holzöfen. Durch die Entwicklung bequemer Befeuerungsanlagen wie der Holzpelletheizung oder die einfache Handhabung von Hackschnitzel kommt die Nutzung von Holz als Brennstoff inzwischen wieder häufiger vor. # Rohstoff für Zellstoff, aus dem wiederum Papier hergestellt werden kann. # Rohstoff für chemische Prozesse. # Baustoff (Bauholz): Das höchste Holzgebäude der Welt steht in Magdeburg, Deutschland. Es handelt sich um den Jahrtausendturm (eröffnet 1999 im Rahmen der Bundesgartenschau auf dem Gelände des Elbauenparks). # Ausgangsstoff für Holzwerkstoffe wie beispielsweise Spanplatten, Tischlerplatten oder Sperrholz. # für Energieversorgungsmasten und Holzschwellen für die Eisenbahn stellt es mit seinen hervorragenden Eigenschaften, auch als nachwachsender Rohstoff, eine sinnvolle Möglichkeit der Nutzung dar. # Material für Möbel in Form von Massivholzplatten, Furnier # Rahmenkonstruktion im Fenster-Bau # Gebrauchtes Holz wird als Altholz bezeichnet und dient zerkleinert als Rohstoff für die Holzwerkstoffindustrie. Altholz wird zunehmend aber auch als Brennmaterial in Biomassekraftwerken zur regenerativen und CO2-neutralen Energiegewinnung genutzt. # Ausgangsmaterial für die Herstellung von Branntwein, siehe Holzbranntwein # Klanghölzer für Musikinstrumente

Holzarten

Nadelholz

Holzbranntwein Entwicklungsgeschichtlich sind Nadelhölzer älter als Laubhölzer, haben daher einen einfacheren anatomischen Zellaufbau und besitzen nur zwei Zellarten. #Tracheiden: Langgestreckte (prosenchymatische) an den Enden spitz zulaufende Zellen, die nur mit Luft oder Wasser gefüllt sind. Sie haben einen Anteil von 90-95 % der Holzsubstanz. Über so genannte Tüpfelpaare erfolgt der Wasseraustausch zwischen den Zellen. In radialer Richtung sorgen die Holzstrahlen (Quertracheiden) für den Wassertransport. Sie haben einen Anteil von 4-12 % an der gesamten Holzsubstanz. #Parenchymzellen: Meist rechteckige Zellen, die die Leitung von Nähr- und Wuchsstoffen sowie die Speicherung von Stärke und Fetten übernehmen. In radialer Richtung bilden sie ebenfalls Holzstrahlen und umgeben die Harzkanäle, hier spricht man dann auch von Epithelzellen. Diese Epithelzellen produzieren das Harz, welches sie in den Harzkanal ausscheiden. Auch Nadelbäume, die keine Harzkanäle besitzen (z.B. Tanne), können so im Falle einer Verwundung traumatische Harzkanäle bilden. Die Nadelbäume Fichte, Lärche, Kiefer und Douglasie besitzen Harzkanäle, Eibe, Tanne und Wacholder nicht.

Laubholz

Wacholder Die Zellen von Laubholz sind wesentlich differenzierter als die von Nadelholz. Man kann sie in drei funktionale Gruppen einteilen. #Leitgewebe: Gefäße (Tracheen), Gefäßtracheiden, vasizentrische Tracheiden. Die beiden letzteren sind Zwischenstufen in der Entwicklung von der Tracheide zum Gefäß. #Festigungsgewebe: Libroformfasern, Fasertracheiden #Speichergewebe: Holzstrahlenparenchymzellen, Längsparenchymzellen, Epithelzellen Charakteristisch für Laubhölzer sind die in Nadelhölzern nicht vorhandenen Gefäße. Sie sind oft mit bloßem Auge als kleine Löcher im Holzquerschnitt und als Rillen im Tangentialschnitt zu erkennen. Man unterscheidet hier, je nach Anordnung dieser Tracheen, ringporige Hölzer (z. B. Eiche, Edelkastanie, Esche, Robinie, Ulme ...), halbringporige Hölzer (z. B. Nussbaum, Kirsche ...) und zerstreutporiger Hölzer (z. B.Birke, Erle, Linde, Pappel, Rotbuche, Weide ...).

Tropenholz

Weide] Der Begriff Tropenholz ist eher unpräzise und nicht alternativ zu Laub- oder Nadelholz zu verstehen. Er bezeichnet aus mitteleuropäischer Sicht die in den tropischen oder subtropischen Regionen der Erde wachsenden Holzarten. Viele tropische Hölzer zeichnen sich durch vorteilhafte mechanische Eigenschaften und höhere Beständigkeit gegen Bewitterung, Insekten- oder Pilzbefall aus, oftmals wird auch die Farbe oder Maserung als ansprechend empfunden. Der Konsum von Tropenholz wurde in den Industrieländern seit den 1970er Jahren kritisch diskutiert, da der Bestand der tropischen Regenwälder unter anderem durch Raubbau gefährdet ist. Andererseits stellt Holz einen wichtigen Wirtschaftsfaktor für viele tropische Länder dar und ist (wie auch in den gemäßigten Zonen) eine wichtige Einkommensquelle für die ländliche Bevölkerung. Beispiele: Bangkirai, Bongossi, Abachi,Teak,Framiere

Verkernung

Als Splintholz bezeichnet man den Bereich des Stammes, der aktiv am Wasser- und Nährstofftransport teilnimmt. Bei Splintholzbäumen (z. B. Bergahorn, Birke, Erle, Pappel, Spitzahorn, Weißbuche ...) ist es der ganze Stammquerschnitt. Er weist eine einheitliche Farbgebung auf. Von der Verkernung von Holz spricht man, wenn die inneren Wasserleitbahnen des Stammes unterbrochen werden und die Zellen absterben. Dies geschieht bei Nadelhölzern durch Verschließen der Hoftüpfel und bei Laubhölzern durch eine Verthyllung und ein Füllen der Zelllumen. Danach werden Kerninhaltsstoffe gebildet und in die Zellwände eingelagert, was oft zu einer Erhöhung der natürlichen Dauerhaftigkeit führt. Ist der Kernbereich deutlich durch eine dunkle Färbung zu erkennen, spricht man von Kernholzbäumen (z. B. Eiche, Walnuss, Kiefer, Kirschbaum, Douglasie, Lärche, Robinie ...). Wenn kein Farbunterschied zu erkennen ist, aber über den verringerten Feuchtigkeitsgehalt darauf geschlossen werden kann, dass der Innenbereich verkernt ist, spricht man von Reifholzbäumen (z. B. Fichten, Tanne, Linde, Birnbaum, Rotbuche ...). Bei Kern-Reifholzbäumen (z. B. Esche, Ulme ...) ist der Kern farblich abgesetzt, gefolgt von einem Reifholzbereich, der ebenso wie der Kern nicht mehr am Nährstofftransport teilnimmt und einem äußeren Splintbereich.

Entstehung von Holz

Kern-Reifholzbäumen; 2 = Harzkanäle; 3 = Primäre Holzstrahlen; 4 = Sekundäre Holzstrahlen; 5 = Kambium; 6 = Holzstrahlen des Bastes; 7 = Korkkambium; 8 = Bast; 9 = Borke]] Die Entstehung von Holzsubstanz findet in teilungsfähigen Zellen der Pflanze statt. Man unterscheidet hier zwei verschiedene Arten von Bildungsgeweben (Meristeme):
- Das Scheitelmeristem (Vegetationskegel) sorgt für das Längenwachstum (primäres Wachstum) an den Spross-, Zweig- und Wurzelspitzen.
- Das Kambium, welches sich zwischen Holz und Rinde befindet, sorgt für das Dickenwachstum (sekundäres Wachstum).
Bei der Teilung einer Kambiumzelle entstehen zwei gleiche Zellen, von denen jedoch nur eine ihre Teilungsfähigkeit behält und zu einer neuen Initialzelle heranwächst.
Aus der anderen wird eine Dauerzelle die sich noch ein- oder mehrmals teilt. Schließlich entsteht je nach Lage eine Bastzelle (Phloem), aus denen die Innenrinde und die daraus später entstehende Borke besteht, oder eine Holzzelle (Xylem). Hierbei ist zu beachten, dass die Zellteilung nach innen, also die Bildung von Holzzellen wesentlich öfter stattfindet und so der Rindenanteil am gesamten Stamm nur etwa 5-15 % beträgt.
Nachdem sich die Dauerzelle ein letztes mal geteilt hat, findet eine Differenzierung der Holzzelle zu einer Leitungs-, Festigungs- oder Speicherzelle statt. In unseren Breiten gibt es klimatisch bedingt vier Wachstumsphasen:
- Ruhephase (November-Februar)
- Mobilisierungsphase (März, April)
- Wachstumsphase (Mai-Juli): Holzzellen, die in dieser Jahreszeit entstehen sind großlumig, dünnwandig und von heller Farbe und bilden das so genannte Frühholz.
- Depositionsphase (August-Oktober): Holzzellen, die in dieser Jahreszeit entstehen sind kleinlumig, dickwandig und von dunkler Farbe und bilden das so genannte Spätholz bzw. Herbstholz. Durch dieses zyklische Wachstumsverhalten entstehen Jahresringe, die deutlich in einem Querschnitt durch einen Stamm erkennbar sind (siehe auch Dendrochronologie). Bei manchen Bäumen entsteht ab einem Alter von etwa 20-40 Jahren im Inneren das Kernholz. Im Gegensatz zu dem Splintholz besteht es nur noch aus toten Zellen. Hier findet also keine Wasserleitung oder Speicherung von Nährstoffen mehr statt.

Aufbau der Zellwand

Bewegt man sich von außen in das Innere einer Holzzelle, durchschreitet man mehrere Schichten die zusammen die Zellwand bilden und unter einem Elektronenmikroskop erkennbar sind. Zwischen den Zellen befindet sich die Mittellamelle, die zusammen mit der Primärwand die so genannte Mittelschicht bildet. Danach folgt die Sekundärwand 1 (S1) und Sekundärwand 2 (S2), wobei die S2-Schicht die mächtigste und dominierenste ist. Die anschließende Tertiärwand (S3) wird von einer Warzenschicht bedeckt und bildet den Abschluss. Die einzelnen Schichten oder Lamellen bestehen aus Fibrillen (Mikrofibrillen), die wiederum aus Elementarfibrillen (Mizellen) gebildet werden. Elementarfibrillen sind Bündel aus mehreren Zellulosemakromolekülen, die aus 10 - 14.000 Glukosebausteinen bestehen und in eine Matrix aus Hemizellulosen und Lignin eingebettet sind und bilden amorphe und kristalline Bereiche. Das Quellen und Schwinden des Holzes bei Wasseraufnahme und Abgabe lässt sich durch die Orientierung dieser kristallinen Bereiche, in denen die Elementarfibrillen streng parallel verlaufen, dicht gepackt sind und eine Wassereinlagerung praktisch nicht stattfindet, in der dominaten S2-Schicht erklären. Hier sind diese Bereiche so gut wie parallel zur Stammachse angeordnet; amorphe Bereiche in denen deutlich mehr Wasser gebunden werden kann und das Volumen so vergrößert wird sind in radialer und tangentialer Stammrichtung also häufiger anzutreffen als in Stammlängsrichtung, in welcher das Holz deshalb 10 - 20mal weniger Quellungsverformungen aufweist. In der verhältnismäßig dünnen S1- und S3-Schicht verlaufen die kristallinen Bereiche orthogonal zu denen in der dicken S2-Schicht.

Einsatzbereiche

orthogonal Wie jeder andere Werkstoff hat auch Holz seine Vor- und Nachteile. Unter ökologischem Gesichtspunkt ist die Reproduzierbarkeit sicherlich ein wichtiger Punkt, doch auch die leichte Bearbeitbarkeit und der damit verbundene niedrige Energiebedarf bei der Gewinnung sowie bei der Verarbeitung spielen hier eine wichtige Rolle. Wandert das Holz schließlich auf den Müll oder fallen bei der Produktion Abfälle an, kann es problemlos entsorgt werden. Im Idealfall kann es sogar kompostiert werden. Lassen Begleitstoffe wie Holzschutzmittel, Lacke oder Leime dies nicht zu, ermöglicht moderne Rauchgasreinigung auch in diesen Fällen eine thermische Nutzung. Aufgrund seines geringen Wärmeleitvermögens ist Holz ein hervorragendes Dämmmaterial (z. B. Faserdämmplatten, Balsa zur Isolation von Flüssiggastanks). Zudem ist Holz relativ resistent gegen Chemikalien, so wird Holz erst bei einem pH-Wert unter 2 oder über 9 angegriffen. Zur Brandgefährlichkeit von Holzhäusern ist anzumerken, dass Holz bei großen Dimensionen als brandhemmend eingestuft ist, da auf seiner Oberfläche unter Feuereinwirkung eine Kohleschicht entsteht. Auch durch die Art der Bauweise und durch bestimmte Anstriche lässt sich die Widerstandsdauer einer Holzkonstruktion steigern. Die Gebäudestabilität sinkt im Brandfall langsam und abschätzbar durch die Abnahme der Masse. Bei Stahlkonstruktionen können dagegen hitzebedingte Verformungen zum plötzlichen Zusammenbruch führen, s. a. Weblink [http://www.pro-fertighaus.de/html/body_bau_lexikon.html]. Prinzipiell steht dem Bau selbst von Hochhäusern aus Holz nichts entgegen; dies ist aber aus statischer Sicht nur für die obersten Etagen überhaupt sinnvoll und aufgrund der Pflegeanfälligkeit (Holzschutzmittel) nicht ökonomisch. Holzschutzmittel Im Unterschied zu Metallen ist Holz elektrisch nicht leitfähig. Aus diesem Grund baute man in den dreißiger Jahren zahlreiche Sendetürme für Mittelwellensender aus Holz, wobei der Antennendraht im Innern des Turmes aufgehängt wurde. Mit Ausnahme des Sendeturms des Sender Gleiwitz wurden alle diese Bauwerke entweder am Ende des 2. Weltkriegs zerstört oder inzwischen abgerissen. Weiterhin nutzt die Deutsche Telekom AG in Brück zwei 54 Meter hohe Holztürme, die ohne Verwendung von Metallteilen hergestellt wurden. Diese dienen zur Aufnahme von auszumessenden Antennen. Durch die metallfreie Konstruktion der Türme ist ein ungestörtes Ausmessen der Antennendiagramme möglich. Die Brennbarkeit kann natürlich auch als Nachteil ausgelegt werden. Ebenso können Wuchsmerkmale oder Holzfehler positiv wie negativ gewertet werden. Ein wesentlich größerer Nachteil von Holz ist seine Anfälligkeit gegenüber biotischen Faktoren, es kann also von z. B. Insekten, Pilzen oder Bakterien angegriffen werden und in seiner Substanz nachhaltig zerstört werden. Über einen langen Zeitraum schädigt auch UV-Strahlung das Holz. Dabei reagiert das Lignin als Kittsubstanz und kann danach z. B. vom Regenwasser ausgespült werden. Zudem wird das Holz unter UV-Einwirkung grau wie Beton. Die Wirkung des Sonnenlichts ist auf die äußeren Schichten begrenzt, ihr kann durch Lackierung begegnet werden. Ein weiterer Minuspunkt ist die hygroskopische Eigenschaft von Holz, d. h. es kann Wasser aufnehmen und abgeben. Die Holzfeuchtigkeit passt sich ihrem Umgebungsklima an. Diese Feuchtigkeitsänderungen unterhalb des Fasersättigungspunktes gehen mit Formänderungen einher (es quillt und schwindet), die auch noch abhängig von den drei anatomischen Grundrichtungen des Holzes sind. So schwindet Holz z. B. in tangentialer Richtung am meisten. Genaueres steht im Abschnitt Aufbau der Zellwand weiter oben. Diese Nachteile lassen sich durch konstruktiven Holzschutz - die Anwendung oft alten Wissens, wie Holz zu verbauen ist - umgehen. Eine neue Möglichkeit, Holz gegen Feuchtigkeitseinflüsse unempfindlicher zu machen, ist der Thermoholz-Prozess. Die langfristige Nutzung von Holz stellt einen über die natürliche Zersetzung hinausgehende CO2-Speicherung dar.

Zertifizierung

Im Zuge der Diskussion zur nachhaltigen Bewirtschaftung in den Tropen wurden angesichts des dort überwiegenden Raubbaus weltweit gültige Kriterien für eine nachhaltige Waldwirtschaft diskutiert und Siegel entwickelt, die zur Zertifizierung von ökologisch- und sozialverträglich produziertem Holz verwendet werden. Das für die Tropen wichtigste Siegel wird vom Forest Stewardship Council (FSC) vergeben. In den gemäßigten Zonen ist dagegen PEFC von überwiegender Bedeutung. Beide Systeme sind hinsichtlich ihrer Kriterien neben den naturräumlichen Gegebenheiten an staatlichen Verwaltungseinheiten gebunden. 2 der bekanntesten Hölzer: Teak und Mahagoni

Holzmängel

Allgemein: Wuchsmerkmal Hier: nur Rissbildungen: Natürliche Mängel
- Frostrisse: Senkrechte Spaltung durch Zusammenziehen des Splintholzes bei großer Kälte
- Blitzrisse: verlaufen radial und weisen einen nachgedunkelten Rand auf Trockenmängel
- Trockenrisse: Radialer verlauf von außen nach innen, radiale Schwindrisse
- Kernrisse: Verlauf von außen nach innen, durch überschnelle Austrocknung an der Schnittlänge beginnend
- Sternrisse: Wie Kernrisse, entstehen nach dem Fällen am Stammende
- Ringrisse: Im Kern- und Reifholz längs der Jahrringe entstehend

Zitate


- "Holz ist ein einsilbiges Wort, aber dahinter verbirgt sich eine Welt der Märchen und Wunder." - Theodor Heuss

Siehe auch


- Hölzer
- Holzmiete
- Forstwirtschaft

Literatur


- R. Bruce Hoadley: Holz als Werkstoff. O. Meier Verlag, Ravensburg 1990, ISBN 3473425605
- P. Niemz: Physik des Holzes und der Holzwerkstoffe. DRW-Verlag, Stuttgart 1993, ISBN 3871813249
- Wagenführ Holzatlas Fachbuchverlag Leipzig, Leipzig 1996, ISBN 3-446-00900-0
- H.H. Bosshard Holzkunde Teil 1-3 Birkhäuser Verlag, Stuttgart 1982, ISBN 3-7643-1328-5
- Paul Lehfeldt: Holzbaukunst[Reprint]. Reprint-Verlag Leipzig, Leipzig und Holzminden o.J., ISBN 3-8262-1210-X
- Anselm Spring, Maximilian Glas: Holz. Das fünfte Element. Frederking & Thaler, München 2005, ISBN 3-89405-523-5
- Udo Mantau, Jörg Wagner, Janett Baumann: Stoffstrommodell HOLZ: Bestimmung des Aufkommens, der Verwendung und des Verbleibs von Holzprodukten. Müll und Abfall 37(6), S. 309 - 315(2005),

Weblinks


- [http://www.regenwaldschutz.de/austausch.shtml Vergleich tropische/einheimische Hölzer]
- [http://www.holz-voegel.de/Holzer/holzer.html Liste verschiedenster Holzarten]
- [http://www.holzwurm-page.de/holzarten/abisz.htm Sammlung verschiedenster Holzarten mit Bildern]
- [http://www.hobbithouseinc.com/personal/woodpics/indextotal.htm Bildersammlung von Holzarten (englisch)]
- [http://www.pentol.ch/lexicon.asp?code=10 Holzlexikon]
- [http://www.uni-wuerzburg.de/mineralogie/palbot/teach/ringteach.html Linkverzeichnis zu Holzanatomie und Dendrochronologie (in Englisch)]
- [http://www.bfafh.de Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft]
- [http://www.holz.net Suchmaschine rund ums Holz]
- [http://www.tischlerlinks.de/links/Werkstoffe/ Ausführliche Linkliste Thema Holz]
- [http://www.infoholz.de Holzabsatzfonds, Absatzförderungsfonds der deutschen Forst- und Holzwirtschaft]
- [http://www.informationsdienst-holz.de Informationsdienst Holz]
- [http://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Holz Verkieseltes Holz im Mineralienatlas]
- [http://www.holzcheck.at FSC Holzprodukt Datenbank] ja:木材 !Holz Kategorie:Biomasse Kategorie:Forstwirtschaft

Kork

Kork hat mehrere Bedeutungen:
- Das Naturmaterial, siehe Kork (Natur)
- Die hessische Mundartgruppe, siehe Kork (Musik)
- Der Ortsteil Kork der Stadt Kehl in Baden-Württemberg, siehe Kork (Baden) ja:コルク ms:Gabus

Modellbau

)]])]] Modellbau ist die Herstellung der dreidimensionalen Nachbildung (genannt Modell) eines Vorbildes (sowohl real existierende oder geplanten Gegenstände, als auch freie Modelle (z.B. Science-Fiction-Modellbau)). Freizeitmäßig betriebener Modellbau befasst sich mit dem Abbild von Gegenständen des täglichen Lebens oder der Geschichte entweder aus Original-Materialien, aus Ersatzmaterialien (Kartonmodellbau), oder aus industriell vorgefertigten Bauteilen (z.B. aus Kunststoff, Pappe, Holz). Als Beispiele seien Schiffs-, Flugzeugmodelle oder Modellautos genannt, die als professionelle Modelle "von Hand" bedient werden können, ferngesteuert schwimmen, fliegen oder fahren, oder als Standmodell lediglich dem Raumschmuck dienen. Nicht unter den Modellbau fallen Spielzeuge, die "fertig aus der Packung kommen". Auch Modelle von Fahrgeschäften auf Volksfesten und von Seilbahnen erfreuen sich bei Freundes des Modellbaus größter Beliebtheit. Es ist kaum zu glauben, über welche irrsinnige Kreativität die einschlägige Industrie verfügt: so kann man für eine Modelleisenbahnanlage ein "brennendes" Haus (mit Rauchgenerator), ein besetztes Haus oder sogar eine UFO-Entführung als Modellbausatz besorgen. Industriemodelle werden z.B. angefertigt zur Veranschaulichung von Stadtplanungsvorhaben, Bauvorhaben, Kraftfahrzeugen oder Industrieanlagen. Hier werden Holz und Polystyrol,Industrieplastillin, aber auch Gips verwendet.
Auch Architekten verwenden Modelle zur Demonstration von Bauvorhaben. Für Untersuchungen im Windkanal werden ebenfalls Modelle erstellt. Wichtig für die Qualität eines Modells sind der Detailreichtum und die Maßstabstreue. Als Maßstab wird das Verhältnis der Größe der Bauteile im Modell zur Größe der gleichen Bauteile im Original verstanden. Vorlagen für die Neuerstellung von Mineralgussformen werden ebenfalls Modell genannt. Bei einem Modell für Mineralgussformen ist die Maßstabstreue nicht das einzige Kriterium. Auch Materialschwund beim Erkalten und leichte Entnehmbarkeit aus der Form (Aushebeschrägen) müssen berücksichtigt werden. Die entsprechenden Fachkenntnisse werden im Ausbildungsberuf Modellbauer der Metallindustrie vermittelt. Auch gibt es im Modellbau Sportereignisse beispielsweise mit RC-Cars. Neben den Wettbewerben im RC-Car Bereich erfreuen sich die Events im Modell Truck Trial großer Beliebtheit. Diese Untersparte des LKW-Modellbaus hat den Truck-Trial in die Modellwelt gebracht. Im Sommer und Winter werden in manchen Städten auch Modellflugtage veranstaltet.Dort treten meist Modellflugzeuge oder -hubschrauber in einer Mischung aus Show und Wettbewerb gegeneinander an. Im Plastikmodellbau gibt es Wettbewerbe bei denen insbesondere die Originalgetreue Wiedergabe und Detaillierung bewertet wird. Bei Schiffsmodellbauveranstaltungen werden neben dem Fahren von Rennbooten die Menge an Sonderfunktionen eines Schiffes oder aber möglichst detailgetreues Nachbauen des Vorbildes bewertet bzw. im freien Fahren mit ferngesteuerten Modellen einfach dem Publikum näher gebracht. Solche Veranstaltungen werden meist von Modellbauvereinen organisiert.

Weblinks


- [http://dmoz.org/World/Deutsch/Freizeit/Hobbys/Modellbau/ Open Directory Project] Modellbau
- [http://www.modellschlachtschiffe.de/ Schiffsmodellbau einer Bismarck in 1:100] Modellbau im Maßstab 1:100 !

Flugmodell

Ein Flugmodell ist meist eine verkleinerte Nachbildung eines Flugzeuges, wobei es weder eine scharfe Abgrenzung zum Spielzeug, noch zu professionellen, wissenschaftlichen und militärischen Anwendungen, wie z. B. ferngelenkten Drohnen gibt. So werden Flugmodelle auch zur Simulation und zum Testen realer Flugzeuge verwendet. Historisch gesehen sind Flugmodelle älter als bemannte Flugzeuge (Geschichte der Luftfahrt, Flugpionier). Flugpionier] Der Bau solcher Modelle wird im Rahmen des Modellbaus verbreitet als Hobby betrieben. Flugmodelle gibt es sowohl fertig als auch als Bausatz zu kaufen. Manche Flugmodelle besitzen zahlreiche Funktionen ihrer Vorbilder, von denen sie ein detailgetreuer Nachbau sein können. Das Bauen von Flugmodellen als Hobby kam etwa in den 30er Jahren in Mode. Baumaterialien waren anfänglich vor allem Sperrholz, dünne Kiefernleisten und Papier zwecks Tragflächenbespannung ("Spannpapier"), später verbreitet Balsaholz, und heute vor allem Kunststoffe wie Faserverbund- und Schaumstoff-Formteile sowie "Bügelfolie" zur Bespannung. Bügelfolie] Antriebe waren anfangs vor allem der Gummimotor, dann Verbrennungsmotoren (Selbstzündermotor, Glühkerzenmotor, Ottomotor, Kreiskolbenmotor) und inzwischen schon zu einem hohen Prozentsatz Elektromotoren. Weiterhin haben Modelle mit Turbinenantrieb ihr Nischendasein verlassen und bieten vor allem mit ihrem vorbildgetreuen Klang eine eigene Faszination. Für spezielle Zwecke kommt auch der Rückstoßantrieb in Form von Schwarzpulvertreibsätzen, Wasser-, Dampf- oder Druckluftraketen zum Einsatz. Eine spezielle Form des Antriebs ist der elektrostatische Antrieb nach dem Biefeld-Brown-Effekt beim Lifter. Flugmodelle gibt es u. a. in den nachfolgend aufgezählten typischen Bauvarianten. In vielen Sparten werden Wettkämpfe um Bestleistungen ausgetragen, wobei die einzelnen Kategorien meist noch weiter in Unterklassen geteilt sind.

Freifliegende Flugmodelle


- Segler; meist reichlich zwei Meter Spannweite. Gestartet mit Hochstartleine oder Gummikatapult. Gewöhnlich mit einem Zeitschalter ausgerüstet, der das Modell nach einigen Minuten wieder nach unten sinken lässt, weil es ansonsten zu häufig mit der Thermik verschwinden würde.
- Magnetgesteuerte Hangsegler; vor dem Handstart wird das kompassartig wirkende Seitenruder so eingestellt, dass das Modell fest in die Himmelsrichtung gegen den Hangaufwind fliegt.
- Motorsegler
- Gummimotormodell
- Hallenflug (oder auch "Saalflug"); extrem leichte Modelle (erreichbar sind Massen unter 1 Gramm, aber für Wettkampfklassen sind 1,2 Gramm Mindestmasse vorgeschrieben) Antrieb mit Gummimotor, die Modelle "schleichen" durch die Luft. Je nach Hallenhöhe sind Flugzeiten bei 30 min erreichbar. Wegen der erforderlichen Hallenhöhe und Luftruhe werden Wettkämpfe häufig auch im Salzbergwerk ausgetragen.
- Papierflugzeuge; "normale" Faltmodelle aus einem Bogen Papier. Das klingt simpel - trotzdem werden auch hier Weltrekorde geführt, z. B. 1998 eine Flugzeit von 27,6 s (Ken Blackburn)
- Raketen; mit Raketenmotor betriebenes Flugmodell. Meist in der "klassischen" Raketen-Variante, vereinzelt jedoch auch umgebaute Segelflugmodelle.
- Ballons
  - Luftballon
  - Partyballone
  - Solarballone
  - Ballonhelikopter

Fesselflieger

Bei Fesselfliegern hält der "Pilot" das motorisierte Modell mit ausgestrecktem Arm an etwa 15-25 m langen Steuerleinen (straff gespannte Stahldrähte), die das Höhenruder bedienen und führt das Modell per Zentrifugalkraft im Kreis, wobei er sich synchron mitdreht. Die Fesselflugmodelle werden unterteilt in mehrere Klassen: F2A-FAI Speed oder Geschwindigkeitsmodelle; F2B - Kunstflugmodelle; F2C - Mannschaftsrennen, F2D - Combat oder zu Deutsch Fuchsjagdmodelle.[http://www.go-cl.se/cl.html]
- Kunstflug
- Fuchsjagd; an zwei Flugmodellen sind meterlange Krepppapierstreifen angebracht. Die zwei Gegner stehen gemeinsam in der Kreismitte und versuchen, dem anderen mit dem Propeller möglichst viel von der Schleppe wegzuschneiden. Ziemlich spektakulär.
- Rennmodell; nur das Tempo zählt. Die Modelle sind nicht mal symmetrisch, sondern haben nur eine Tragfläche an der Kreisinnenseite, Höhenruder nur außen ("...sehen aus, als hätten sie den Absturz schon hinter sich").
- Vorbildgetreue Nachbauten

Funkferngesteuerte Flugmodelle


- Segler
- Motorsegler; z. T. mehrere Meter Spannweite (oft mit Elektromotor)
- Kunstflug
- Vorbildgetreue Nachbauten (Flugzeugmodelle ); angestrebt ist der maßstäblich genaue Nachbau. Aus aerodynamischen Gründen würden maßstäblich präzise verkleinerte Tragflächenprofile aber die Flugfähigkeit zu sehr beeinträchtigen. Deshalb muss hier ein Profil ausgesucht werden werden, daß im entsprechenden Re-Zahlbereich die Flugfähigkeit gesichert ist und andererseits die Optik erhalten bleibt.
- Rennmodell
- Hubschrauber; Unterscheidung zwischen Trainermodellen zum sportlichen Einsatz (3D, Kunstflug) und Scalemodellen als detaillierte Nachbauten der Originalhubschrauber
- Slowflyer und Park Flyer relativ langsam fliegende preiswerte Übungsmodelle für Einsteiger in Modellflug und Fernsteuerung.
- Indoor; extrem leichte und wendige Modelle, die in Turnhallen geflogen werden
- Raketenflugzeuge (oder auch Raketengleiter); umgebaute Flugzeugmodelle mit Fernsteuerung. Ein Funkferngesteuertes Modellflugzeug (auch RC Flugzeug genannt) ist ein Modellflugzeug, das mit Hilfe eines Senders (TX) per Funksignal ferngesteuert wird. Der Sender schickt auf den zugewisenen Bändern ( 27 MHZ,35MHZ, 40MHZ, 72 MHZ oder 75 MHZ , abhängig von Land) ein Funksignal zu den am Bord des Flugzeugs befindlichen Empfänger, wenn ein Steuerknüppel oder ein Schalter am Sendegerät bedient wird. Der Empfänger steuert dann die entsprechenden elektrische Rudermaschine an , welche zum Beispiel die Ruderflächen in die entsprechende Richtung bewegen. Es sind viele unterschiedliche Arten von Sendern für die Fernsteuerung von Flugmodellen im Gebrauch. Die Sender werden dadurch gekennzeichnet wieviele Steuerungsfunktionen sie haben, welche Frequenz sie benutzen, und ob es ein Computersystem oder nicht ist. Die Zahl der Steuerungsfunktionen auf einem Kanal ist die Zahl der Funktionen, die man steuern kann. Z.B. kann ein Fünfkanalgerät zu folgenden Funktionen benutzt werden: Motor drosseln, Quersteuer, Höhenruder, Steuer und Umkehr, während ein Dreikanalgerät nur drei von diesen Funktionen steuern kann. Dann gibt es die Frequenz, welche der Sender überträgt. Es wird entweder FM mit PPMS oder PCM verwendet. Innerhalb der 27 MHZ und 72 MHZ-Bänder gibt es eine Reihe von Unterkanälen, welche durch Zahlen gekennzeichnet sind. Wenn eine Person ein Flugzeug auf Kanal 35 fliegt und jemand anderes seinen Sender auf den gleichen Kanal betreibt, stört das letzte Flugzeug die fast ganze Zeit. Es gibt auch computerbasierte Systeme, welche gewöhnlich mehr als 200 Euro kosten, abhängig von dem, was der Modellbauer tun möchte. Der Vorteil eines Computersystems ist, dass sie z.B. die Ansteuerung (Stellwege) sowie das Timingverhalten (Stellzeiten) von z.B. Servomotoren/Systeme Digital abspeichern und das für mehrere unterschiedliche Modelle. Weiterhin ist der sonst so komplexe Abgleich eines Servos stark vereinfacht, da er keine echte Pysikalische Nullstellung wie ein Analogservo besitzt. Die Nullstellung wird in diesem Fall Digital festgelegt. Weiterhin sind solche Systeme augrund der nahezu immer gleichbleibenden Positionswege sehr viel genauer, insbesonere bei regelmässigen Wiederholungen (Sehr wichtig bei Modellhubschraubern zur z.B. Taumelscheibenanlenkung/-steuerung).

Vorbildgetreue Standmodelle

Sind nicht flugfähig. Es gibt eine ganze Industrie, die in großer Vielfalt Bausätze/kästen mit verschiedensten Vorfertigungsgraden für alle möglichen Kategorien anbietet. Daneben gibt es auch zahlreiche Fertigmodelle. Für Freiflieger, Fesselmodelle und funkferngesteuerte Modelle haben sich keine einheitlichen Massstäbe herausgebildet. Ihre Größen können von einigen Zentimetern bis zu mehreren Metern betragen. Bei Standmodellen dagegen bildeten sich Maßstäbe von 1:32, 1:48, 1:72 und für mehrmotorige Modelle 1:144 als gebräuchlich heraus.

Rechtliches

Flugmodelle, die den Luftraum nutzen, gelten in Deutschland rechtlich als Luftfahrzeuge und bilden eine eigene Luftfahrzeugklasse. Der Betrieb von Flugmodellen wird durch §16 Absatz (4)-(6) der Luftverkehrsordnung (LuftVO) [http://bundesrecht.juris.de/bundesrecht/gesetze/BJNR006520963/BJNR006520963BJNE002804310.html]geregelt. Für alle Modelle gilt eine separate Versicherung, z.B DMFV, DMO (Versicherungsschutz wurde seit dem 1.7.2005 aus der Haftpflichtversicherung herausgenommen). Modelle über 5kg oder mit Verbrennungsmotoren dürfen nur auf zugelassenen Geländen betrieben werden. Geeignete Modellflugplätze werden oft von Vereinen betrieben (Modellbauverein). Über 25kg Gewicht muss das Flugmodell einzeln zugelassen werden. Es gelten ähnliche Zulassungsvorschriften wie bei manntragenden Flugzeugen. Betrieb derartiger Flugmodelle setzt den Besitz eines Modellpilotenscheins voraus und ist nur auf dafür zugelassenen Flugplätzen möglich.

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- [http://www.modellflugvereine.de Viele Informationen und Datenbank der Modellflugvereine in Deutschland]
- [http://www.max.avionic-solutions.de Informationen, Fotos und Forum zum Thema Modellflug und Segelflug] Kategorie:Modellbau Kategorie:Luftsport

Faserverbundwerkstoff

Ein Faserverbundwerkstoff ist ein aus im allgemeinen zwei Hauptkomponenten (eine bettende Matrix und verstärkende Fasern) bestehender Mehrphasen- oder Mischwerkstoff. Durch gegenseitige Wechselwirkungen der beiden Komponenten erhält dieser höherwertige Eigenschaften als jeder der beiden einzeln beteiligten Komponenten.

Allgemeines

Im Unterschied zu bisherigen Verbundwerkstoffen, wie z.B. Stahlbeton, wird mit der Einführung extrem dünner Fasern (einige µm Durchmesser) der Effekt der spezifischen Festigkeit genutzt. Dieser Zusammenhang wurde in den zwanziger Jahren von Griffith entdeckt und lautet: Ein Werkstoff in Faserform hat eine vielfach größere Festigkeit als dasselbe Material in anderer Form. Je dünner die Faser ist, desto größer ist ihre Festigkeit. Die Ursache hierfür liegt in einer zunehmenden Gleichrichtung der Molekülketten mit abnehmender zur Verfügung stehender Fläche. Da somit bei gleicher Festigkeit die schwere, feste Komponente eingespart und durch eine leichtere ersetzt werden kann, entsteht ein Werkstoff mit einer hohen spezifischen Festigkeit (Verhältnis aus Festigkeit und Gewicht). Da die Fasern je nach Beanspruchung ausgerichtet und in ihrer Dichte (Anzahl pro Fläche) angepasst werden können, entstehen mit Hilfe entsprechender Herstellungsverfahren maßgeschneiderte Bauteile. Um die Festigkeit in verschiedene Richtungen zu beeinflussen, werden statt einzelner Fasern Gewebe oder Gelege verwendet, die vor dem Kontakt mit der Matrix hergestellt werden.

Funktionsweise

Die höherwertigen Eigenschaften eines Faserverbundwerkstoffes werden erst durch das Zusammenspiel beider Komponenten erreicht. Aus zwei Komponenten ergeben sich somit drei wirkende Phasen im Material: Sehr zugfeste Fasern, eine relativ weiche, sie bettende Matrix und eine beide Komponenten verbindende Grenzschicht.

Bedingungen für die Verstärkungswirkung von Fasern

Nicht alle Kombinationen von Faser- und Matrixwerkstoffen führen zu einer Erhöhung der Festigkeit und der Steifigkeit des neuen Verbundes. Es müssen drei Bedingungen erfüllt sein, damit in faserparalleler Richtung eine Verstärkungswirkung eintritt: #E_>E_ #\epsilon_>\epsilon_ #R_>R_ Senkrecht zur Faser tritt in der Regel keine Steigerung der Festigkeiten auf. Grund ist die Dehnungsvergrößerung.

Aufgaben der Komponenten


- Die Matrix gibt dem Faserverbundwerkstoff sein Aussehen. Sowohl der Farbe als auch der Oberflächenstruktur sind wenig Grenzen gesetzt. In mechanischer Hinsicht muss sie die verstärkenden Fasern in ihrer Position halten und Spannungen zwischen ihnen übertragen und verteilen. In Bezug auf die Dauerhaftigkeit hat sie die Aufgabe, die Fasern vor äußeren mechanischen und chemischen Einflüssen zu schützen.
- Die Fasern geben dem Faserverbundwerkstoff die notwendige Festigkeit. Neben der Zugfestigkeit kann, falls der Werkstoff auf Druck beansprucht wird, auch die Biegefestigkeit eine Rolle spielen.
- Die Grenzschicht dient der Spannungsübertragung zwischen den beiden Komponenten. Sie überträgt ausschließlich Schub und kann sehr abstrakte Formen annehmen wenn der Schub beispielsweise über reine Reibung erfolgt. In anderen Fällen jedoch, beispielsweise bei Schub über Klebehaftung, ist sie herstellungstechnisch gewollt und physisch vorhanden. Im letzteren Fall werden die Fasern vor dem ersten Kontakt mit der Matrix mit einem Kopplungsmittel beschichtet, welches chemisch mit beiden Komponenten reagieren kann und einen möglichst ununterbrochenen Übergang garantiert. Ein wichtiger Faktor bei der Bemessung von Faserverbundwerkstoffen ist das Volumenverhältnis (Faservolumenanteil) zwischen Fasern und Matrix. Je höher der Anteil an Fasern ist, desto fester, jedoch auch starrer und spröder wird der Werkstoff. Dies kann zu Problemen führen, wenn gewisse Verformungen überschritten werden.

Prinzip der Kraftübertragung

Faservolumenanteil Wie in Abbildung 1 dargestellt, ist es im Falle einer konzentriert aufgebrachten Zugkraft unmöglich, diese direkt an den Fasern angreifen zu lassen, da diese immer von einer Matrixschicht überdeckt sind. Die Zugkraft wirkt somit nur auf die Matrix in Form von konzentrierten Spannungen und wird von dieser auf die nächstliegendsten Fasern verteilt. Die Größe dieses "Ausbreitfeldes" (die mitwirkende Länge einer Faser) hängt vom Spannungsverhältnis zwischen Faser und Matrix ab: Eine weiche Matrix kombiniert mit steifen Fasern ergeben große mitwirkende Längen, eine steife Matrix mit weichen Fasern ergibt kleine mitwirkende Längen. Spannungen müssen jedoch nicht unbedingt in konzentrierter Form aufgebracht werden, eine Variante zur Erzeugung von Zugspannungen ist z.B. ein aufgebrachtes Moment. Das Wirkungsprinzip ändert sich nicht. Moment Im Falle von längs zum Faserverlauf wirkendem Druck, wie er auch bei Biegung auftritt, funktioniert die Matrix wie eine Bettung und die Faser (das Faserbündel) wie ein elastisch gebetteter Balken, siehe auch Abbildung 2. Hier sind wichtige Materialeigenschaften die Matrixsteifigkeit k und die Biegesteifigkeit der Faser E·I (Steifigkeit multipliziert mit dem Flächenträgheitsmoment). Die Berechnung wird nun sehr viel komplexer, da nun außer der schieren Zugfestigkeit der Faser auch deren Durchmesser wegen des Flächenträgheitsmoments eine Rolle spielt. Der Fall Druck wird seit Mitte der sechziger Jahre des 20. Jahrhunderts erforscht und stellt noch heute eine wissenschaftliche Herausforderung dar. Durch Rechnereinsatz und moderner FEM Programme wird gegenwärtig versucht, die theoretischen Ansätze numerisch zu beweisen und nachzuvollziehen. Die Probleme liegen einerseits in der Tatsache, dass es sich um ein Stabilitätsproblem handelt und somit schon kleinste Veränderungen in der Werkstoffzusammensetzung erhebliche Auswirkungen auf die ertragbaren Kräfte haben können. Zum anderen versagt ein hochentwickelter Mehrphasenwerkstoff in vielfältiger Weise und unterschiedliche Mechanismen wechseln sich während des Versagens ab und bedingen sich teilweise gegenseitig. Druckversagen findet sehr plötzlich, schnell und teilweise ohne Vorwarnung statt. Somit ist er sehr schlecht zu beobachten, was die Analyse erschwert.

Materialien

Neben den rein mechanischen Eigenschaften, also der notwendigen berechneten Festigkeit, spielen vor allem Dauerhaftigkeits- und Preisfragen eine große Rolle bei der Wahl der Materialien. Um ein gutes Funktionieren zu gewährleisten, sollten die Steifigkeiten der beiden Komponenten aufeinander abgestimmt werden, so dass sich auftretende Kraftspitzen gut im Material verteilen können. Im einzelnen werden folgende Materialien eingesetzt

Fasern


- Glasfasern
Glasfasern sind hauptsächlich wegen ihres relativ geringen Preises die am häufigsten verwendeten Fasertypen. Es gibt Glasfasertypen für unterschiedliche Einsatzgebiete.
- Kohlenstofffasern
Siehe dort.
- Aramidfasern
Siehe dort.
- Borfasern
- Stahlfasern
- Naturfasern
- Nylonfasern
Fasern mit einer hohen Bruchdehnung sind von Vorteil, wenn das Bauteil Stöße aufnehmen muss und diese Eigenschaft für die Bemessung maßgebend ist.

Matrix

Die Wahl der Matrix teilt die Faserverbundwerkstoffe in zwei Gruppen: Faserverstärkte Kunststoffe und Andere.
- Faserverstärkte Kunststoffe
Als Matrix werden die folgenden Kunststoffe eingesetzt:
  - duroplastische Kunststoffe (Kunstharze)
  - elastomere Kunststoffe
  - Thermoplaste Während die Kunstharze und Elastomere bis zu ihrer Aushärtung flüssig vorliegen sind Thermoplaste fest. Die duroplastischen Kunstharze sind in der Regel glasspröde und verformen sich nicht plastisch. Faserverstärkte Kunststoffe aus Thermoplaste lassen sich nachträglich umformen. Die Mikro- und Makrotränkung der Fasern ist bei Kunstharzen einfacher als bei festen Thermoplasten. Thermoplaste werden zur Tränkung erhitzt oder in einem Lösungsmittel gelöst.
- Andere
  - Zement und Beton
  - Metalle

Typen und Herstellungsverfahren

Faserbeton

Beton oder Zement kann durch Beigabe von Fasern seine Zugfestigkeit erhöhen. Die Faserschnipsel haben nur wenige Zentimeter Länge (der hohe E-Modul des Betons macht lange Fasern unsinnig) und werden orientierungslos in der Matrix verteilt. Das Ergebnis ist ein isotroper Werkstoff. Die Fasern werden wie normaler Zuschlag mit dem Beton angerührt und zusammen in einer Schalung ausgehärtet.

Isotrope faserverstärkte Kunststoffe

Isotrope faserverstärkte Kunststoffe werden kostengünstig im Spritzgussverfahren hergestellt. Die kurzen Faserschnipsel werden dabei zusammen mit dem Matrixwerkstoff in die Form gespritzt. Sie können jedoch auch durch eine spezielle Schichtung von Geweben hergestellt werden. Bauteile mit einer solchen Schichtung nennet man ein quasiisotropes Laminat.

SMC-Sheet Moulding Compound

Bei dieser Art von faserverstärkten Kunststoffen wird in einer Vorfertigung aus Harzen, Härtern, Füllstoffen, Additiven, etc. und Glasfaserstücken bis ca. 2,5cm länge eine sogenannte Harzmatte gefertigt. Nach eine Reifezeit (Lagerzeit), einige Tage bei ca. 30–40°C, erhöht sich die Viskosität der Harzmatte von honigartig auf wachsfest. Bei dieser definiert festzulegenden Viskosität, abhängig von der Harzmattenrezeptur kann die Matte weiterverarbeitet werden. Die Weiterverarbeitung erfolgt dann in beheizten Werkzeuge im Pressverfahren. Die Harzmatte wird, je nach Bauteilgrösse und -geometrie, in genau definierte Grössen zerschnitten und nach einem definierten Einlegeplan im Werkzeug plaziert. Beim Schliessen der Presse wird die Harzmatte im gesamten Werkzeug verteilt. Nach einer Aushärtezeit von mehreren Minuten bei ca. 140–160°C, kann das fertige Bauteil aus der Form entnommen werden, muss aber Aufgrund der noch hohen Bauteiltemperaturen vorsichtig gleichmässig gekühlt werden, damit es nicht zu Mikrorissen im Bauteil kommt. SMC-Bauteile sind je nach Auslegung hochbelastbar und können bei entsprechender Auslegung auch in lackierten Sichtbereichen eingesetzt werden.

Laminate

Diese Gruppe nutzt alle Vorteile der individuellen Faserausrichtung. Sie bestehen meist aus mehreren übereinandergelegten Fasermatten mit unterschiedlichen Hauptfaserrichtungen. Für ihre Herstellung gibt es mehrere Verfahren:
- Handlegeverfahren (Laminieren)
Die Faserhalbzeuge (Gewebe/Gelege/Fasermatten) werden von Hand auf eine Form drapiert und mit Kunstharz getränkt.Diese Verbindung zwischen faser und Matrix nennt man Matrixkomplex. Anschließend werden sie mit Hilfe einer Rolle durch Anpressen entlüftet. Dadurch soll nicht nur die im Laminataufbau vorhandendene Luft, sondern auch überschüssiges Harz entfernt werden. Dieses Vorgehen wird so oft wiederholt, bis die gewünschte Schichtstärke vorhanden ist. Man spricht auch von einem "Nass in Nass"-Verfahren. Nach dem Aufbringen aller Schichten härtet das Bauteil durch die chemische Reaktion des Harzes mit dem Härter aus. Das Verfahren stellt keine großen Ansprüche an die Werkzeuge und ist auch für sehr große Bauteile geeignet. Es wird oft im Serienbau eingesetzt, wo zwar leichte Bauteile erwünscht sind, aber auch kostengünstig produziert werden soll.
Vorteile sind geringer Werkzeug- und Ausstattungsaufwand, dem gegenüber stehen die geringere Bauteilqualität (geringerer Fasergehalt) und der hohe manuelle Aufwand, der geschulte Laminierer voraussetzt. Die offene Verarbeitung des Harzes stellt hohe Ansprüche an den Arbeitsschutz.
- Handauflegen mit Vakuumpressen
Nach dem Einbringen aller Verstärkungs- und Sandwichmaterialen wird die Form mit einer Trennfolie, einem Absaugvlies und einer Vakuumfolie abgedeckt. Zwischen der Vakuumfolie und der Form wird ein Unterdruck erzeugt. Dieser bewirkt, dass der Verbund zusammengepresst wird. Eventuell noch enthaltene Luft wird abgesaugt. Überschüssiges Harz wird vom Absaugvlies aufgenommen. So kann gegenüber dem Handauflegeverfahren eine noch höhere Bauteilqualität erzielt werden.
- Prepreg-Technologie
Mit Matrixwerkstoff vorimprägnierte (also bereits getränkte) Fasermatten werden auf die Form aufgelegt. Das Harz ist dabei nicht mehr flüssig, sondern hat eine leicht klebrige feste Konsistenz. Der Verbund wird anschließend mittels Vakuumsack entlüftet und danach, häufig im Autoklav, unter Druck und Hitze ausgehärtet. Das Prepregverfahren ist aufgrund der notwendigen Betriebsaustattung (Kühlanlagen, Autoklav) und der anspruchsvollen Prozessführung (Temperaturmanagement) eines der teuersten Herstellungsverfahren. Es ermöglicht neben dem Faserwickeln und den Injektions- und Infusionsverfahren jedoch die höchsten Bauteilqualitäten. Das Verfahren findet vor allem in der Luft- und Raumfahrt, im Motorsport, sowie für Leistungssportgeräte Anwendung.
- Harzinjektion
Auch RTM-Verfahren (für Resin Transfer Moulding)
Die trockenen Fasern werden in Form eingelegt, die anschließend mit einer Gegenform verschlossen wird. Anschließend wird diese Form evakuiert und das flüssige Harz mit Druck injiziert. Durch Wärme wird das Harz ausgehärtet. Die Faserorientierung kann dabei durch Näh- und Stickverfahren im Vorformling durch gezieltes Ablegen (engl.: Fibre-Placement) den Lastfällen angepasst werden.
- Vakuum-Infusion
Vorformling Vorformling Bei diesem Verfahren wird das trockene Fasermaterial (Rovings, Matten, Gelege, Gewebe...) auf eine mit Trennmittel beschichtete Form drapiert. Darüber wird ein Trenngewebe sowie ein Verteilermedium gelegt, das das gleichmäßige Fließen des Harzes erleichtern soll. Mittels Vakuum-Abdichtband wird die Folie gegen die Form abgedichtet und das Bauteil anschließend mit Hilfe einer Vakuumpumpe (meist Drehschieberpumpen) evakuiert. Der Luftdruck presst die eingelegten Teile zusammen und fixiert sie. Das temperierte flüssige Harz wird mittels des atmosphärischen Drucks in das Fasermaterial gedrückt. Um zu verhindern, dass überschüssiges Harz nach dem Passieren der Fasern in die Vakuumpumpe gerät, wird vor der Pumpe eine Harzbremse und/oder Harzfalle montiert. Nachdem die Fasern vollständig getränkt sind, wird die Harzzufuhr unterbunden und der getränkte FVK kann nach dem Aushärten entformt werden. Die Aushärtezeiten sind abhängig vom gewählten Matrix-Werkstoff (Harz) und der Temperatur. Vorteil dieses Verfahrens ist die gleichmäßige und fast blasenfreie Tränkung der Fasern und somit die hohe Qualität der produzierten Bauteile sowie die Reproduzierbarkeit. Es werden heute schon Bauteile wie z.B. Rotorblätter für Windenergieanlagen mit einer Länge von mehr als 50 Metern mit diesem Verfahren gefertigt. Weiterentwicklungen zum Vakuuminfusionsverfahren sind das Differential Pressure Resin Transfer Moulding (DP-RTM) und Single Line Injection-Verfahren (SLI).

Große räumliche Bauteile

Handelt es sich um große, dünnwandige Bauteile, so werden Endlosfasern benutzt und in folgenden Verfahren verarbeitet:
- Faserwickeln
Das Faserwickelverfahren ist eine Technik zum Ablegen von Endlosfasersträngen (Rovings) auf der Form. Es wird mit einem Harztränkungsverfahren gekoppelt. Mit diesem Verfahren werden Fasern sehr straff und eng aneinanderliegend mit einer hohen Maßgenauigkeit positioniert. Zum Wickeln der Fasern ist ein Körper notwendig, der dem Bauteil seine spätere Gestalt gibt. Diesen Körper nennt man wie beim Urformen üblich Kern. Auch beim Faserwickeln unterscheidet man zwischen verlorenen und wiederverwendbaren Kernen. Bei den verlorenen Kernen besteht die Möglichkeit, ihn beispielsweise aus Sandwichkernmaterial zu fertigen, dass im Bauteil verbleibt (beispielsweise Fahrradrahmen). Soll ein Hohlkörper gefertigt werden, so können Schaumstoffkerne beispielsweise chemisch aufgelöst werden. Wiederverwendbare Kerne sind meist aus Aluminium gefertigt. Die Entformbarkeit schränkt die Gestaltungsfreiheit vieler Bauteile ein. Beispiele sind fasergewickelte Leuchttürme, Hüllen von Straßenbahnwaggons und Bussen oder Silos, bei denen die Fasern wie auf einer Nähgarnrolle auf den Kern aufgewickelt werden. Die Anzahl der Faserschichten wird dem auftretenden Biegemoment angepasst.

Als Tränkverfahren sind üblich:
  - Die Endlosfaser beziehungsweise der Strang wird zunächst durch ein Tränkbad geführt, in dem sie mit dem Matrixwerkstoff benetzt wird und dann um eine Form gewickelt wird.
  - Es werden Prepreg-Faserbahnen aufgewickelt, die anschließend entsprechend der Preprepreg-Technologie (siehe oben) ausgehärtet werden.
  - Es werden ungetränkte Fasern gewickelt, die danach mit einem Harzinjektionsverfahren (siehe oben) getränkt werden.

Profile mit unidirektional ausgerichteten Fasern

Profile mit kleineren Dimensionen und gleichbleibenden Querschnitten werden sehr effizient im Strangziehverfahren hergestellt.

Anwendungsgebiete

Faserverbundwerkstoffe umgeben uns in allen Lebensbereichen, meist ohne das wir uns dessen bewusst sind. Das Spektrum reicht von Kleidern, Möbeln, Haushaltsgeräten bis hin zu mehrstöckigen Bauwerken, Brücken und der Raumfahrt. Man bedenke, dass Holz auch ein Faserverbundwerkstoff ist. Überall wo es sich wirtschaftlich lohnt und die Umgebung (Chemische Bedingungen, Temperatur, Feuchtigkeit) es zulässt, ist die Verführung groß, elegant, präzise, ökonomische und künstlich hergestellte Mehrphasensysteme einzusetzen. Dies, obwohl die Notwendigkeit in vielen Fällen nicht vorhanden ist und herkömmliche Alternativen aus Prestigegründen nicht ausreichend untersucht werden. Anstatt hier die unendlichen Einsatzmöglichkeiten aufzuzählen, wäre u.U. eine Reflexion über den Sinn und Unsinn des Ersatzes von herkömmlichen Materialien durch oft mit hohem Energieaufwand hergestellter Verbundwerkstoffe angebrachter. Gerade bei faserverstärkten Kunststoffen umkreisen sowohl die Ausgangsmaterialien, die aus der Erde gepumpt, raffiniert und chemisch aufbereitet werden wollen, als auch die Endprodukte, für deren Herstellung oft große Fabrikanlagen benötigt werden, von denen es aber nur eine handvoll gibt auf der Welt, unseren Erdball bevor sie ihre Anwendung finden. Auch das Nachdenken über solche Sachverhalte ist Wissen und will vor der Wahl dieser Materialien studiert sein.

Berechnung der elastischen Eigenschaften

Die elastischen Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen werden auf der Grundlage der Eigenschaften von elementaren Einzelschichten berechnet (unidirektionale Schichten). Dieses Berechnungsverfahren ist als klassische Laminattheorie bekannt. Gewebe werden dabei als zwei, in einem Winkel von 90° gedrehte, unidirektionale Schichten abgebildet. Einflüsse durch die Ondulation der Fasern im Gewebe werden durch Abminderungsfaktoren berücksichtigt. Eine Entwurfsmethode für gewichtsoptimale Laminate ist die Netztheorie. Ergebnis der klassischen Laminattheorie sind die sogenannten Ingenieurskonstanten des Verbundwerkstoffs \hat E_x, \hat E_y, \hat G_, \hat \nu_, \hat \nu_ und die Scheiben-Platten-Steifigkeitsmatrix. Diese Matrix besteht aus folgenden Elementen:
- Scheibensteifigkeits-Matrix A
- Plattensteifigkeits-Matrix D
- Koppel-Matrix B Anhand dieser Matrizen können die Reaktionen des Verbundwerkstoffs auf
- Scheibenbelastungen: Normalspannungen \sigma_1, \sigma_2 und Schub \tau_ in der Ebene
- Plattenbelastungen: Biegemomente m_1, m_2 und Drillmoment m_ berechnet werden. Die Koppel-Matrix koppelt dabei die Scheibenbelastungen mit den Plattenverformungen und umgekehrt. Für die Praxis von Interesse ist, dass eine besetzte Koppel-Matrix zu thermischen Verzug führt. Da auch thermische Dehnungen gekoppelt werden, verziehen sich Faserverbundbauteile, deren Koppelmatrix besetzt ist. Ziel vieler Forschungsvorhaben ist es, die Kopplungen in der Scheiben-Platten-Steifigkeitsmatrix gezielt konstruktiv zu nutzen. Für den genauen Berechnungsablauf sei auf die Literatur und Lehrbücher verwiesen.

Berechnung und Nachweis

Der Festigkeitsnachweis, insbesondere von Faserkunststoffverbunden, erfolgt über Bruchkriterien. Aufgrund der Festigkeitsanisotropie der meisten Faserverbundwerkstoffe sind spezielle Bruchkriterien für Faserkunststoffverbunde notwendig. Es existiert eine Vielzahl unterschiedlicher Bruchkriterien und damit auch Nachweismethoden. Oft haben einzelne Firmen (z.B. im militärischen oder zivilen Großflugzeugbau) eigene Nachweisverfahren entwickelt.

Literatur


- A.A. Griffith. The phenomenon of rupture and flow in solids. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 221A:163–198, 1920.
- M. Flemming und S. Roth. Faserverbundbauweisen, Springer 2003, ISBN 3-540-00636-2
- Michaeli, Huybrechts und Wegener. Dimensionieren mit Faserverbundkunststoffen. Hanser 1994. ISBN 3-446-17659-4
- A. Puck: Festigkeitsanalyse von Faser-Matrix-Laminaten. Hanser, 1996. ISBN 3-446-18194-6, [http://www.klub.tu-darmstadt.de/forschung/download.php kostenlos zum Runterladen]

Siehe auch


- Faserverbundkunststoff
- Single Line Injection (SLI)
- Faserzement
- Glasfaserverstärkter Kunststoff (GfK),
- Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CfK)

Internetverweise


- [http://www.magic-scooter.de/fvw1.htm www.magic-scooter.de/...] Private Webseite zu Faserverbundwerkstoffen
- [http://www.fvf-faserbeton.de Fachverband Faserbeton]
- [http://www.avk-tv.de Arbeitsgemeinschaft Verstärkte Kunststoffe – Technische Vereinigung e.V.] Kategorie:Verbundwerkstoff Kategorie:Kunststoff Kategorie:Textilindustrie ja:繊維強化プラスチック

Sandwichbauweise

Als Sandwichbauweise bezeichnet man die Einbettung einer oder mehrerer Schichten verschiedener Eigenschaften in einem Werkstoff. Sie wird sehr häufig in Kombination mit Faserverbundwerkstoffen wie Faser-Kunststoff-Verbunden angewendet. Als Konstruktionsweise bezeichnet die Sandwichbauweise eine Form des Leichtbaus, bei dem die Bauteile aus kraftaufnehmenden Decklagen bestehen, die durch einen relativ weichen, meist leichten, Kernwerkstoff auf Abstand gehalten werden. Diese Teile sind bei geringem Gewicht sehr biege- und beulsteif, da sie durch die hohen Festigkeiten in den Decklagen ein hohes Flächenträgheitsmoment besitzen. Das Kernmaterial besteht meist aus Papierwaben (z.B. Nomex), Schaumstoffen (Hartschaum) oder Balsaholz. Es nimmt nur Schubkräfte auf. Oft wird auch die wärmedämmende Eigenschaft der sehr leichten Kernwerkstoffe genutzt. Anwendungen sind beispielsweise Sportboote, Flugzeugteile (Rumpf, Flügelschalen), Eisenbahnwaggons, Surfbretter, und Rotorblätter für Windkraftanlagen. Im Bauwesen werden vorgefertigte Sandwichplatten bestehend aus einer Stahlbetontragschale, einer Wärmedämmung und einer Vorsatzschale aus Klinker oder Beton verwendet. Außerdem werden Blechpanele mit einer zwischenliegenden Wärmedämmung als Sandwichelement oder Sandwichpanel bezeichnet. Im Schiffbau ist diese Bauweise bereits heute, vor allem bei Sportbooten sehr verbreitet. Im Großschiffbau verspricht die Sandwichbauweise mehr Sicherheit zu bringen, ganz besonders bei den Tankschiffen. Auch bestehende Schiffe lassen sich nachträglich ausrüsten. Im Automobilbau wird die Sandwichbauweise eingesetzt, um eine bessere Raumökonomie zu erzielen. So befinden sich zum Beispiel bei der A-Klasse von Mercedes-Benz einige Aggregate im Fahrzeugboden. Kategorie:Konstruktionslehre

Polystyrol

Polystyrol (Kurzzeichen PS, gelegentlich auch Polystyren genannt) ist ein amorpher, transparenter Thermoplast. Es ist ein weit verbreiteter Kunststoff, der in vielen Bereichen des täglichen Lebens zum Einsatz kommt. Polystyrol wird entweder als thermoplastisch verarbeitbarer Werkstoff oder als Schaumstoff eingesetzt. Bekannte Handelsnamen für Polystyrol sind Luran, Lustron, Styropor, Styrodur, Styroflex und Sagex (letzterer in der Schweiz).

Eigenschaften

Polystyrol ist gegen Laugen und Mineralsäuren beständig, gegenüber Benzin und Keton nicht, außerdem ist es UV-empfindlich. Es nimmt kein Wasser auf. Die Dichte von solidem Polystyrol liegt zwischen 1,04 und 1,09 g/cm³, aufgeschäumtes Polystyrol hat eine Dichte zwischen 0,02 und 0,06 g/cm³. Solides Polystyrol ist hart und schlagempfindlich. Es erzeugt spröden Klang beim Beklopfen (Butterdosen), ist glasklar, in allen Farben einfärbbar und nicht alterungsbeständig (Rißbildung). Es ist wenig wärmebeständig und nur bedingt bis 70 °C einsetzbar. Aufgrund beschleunigter Alterung sollte Polystyrol aber nicht über 55 °C erhitzt werden. Die Kristallitschmelze beginnt bei 90 °C. Polystyrol verbrennt mit leuchtend, gelber, stark rußender Flamme und einem blumigen, süßlichen Geruch nach Benzol. Die Dämpfe sollten nicht eingeatmet werden, sie sind möglicherweise gesundheitsschädlich, weil sie neben anderen Zersetzungsprodukten auch Styrol enthalten können (siehe auch: Physiologische Wirkung). Geschäumtes Polystyrol hat im Vergleich zu solidem Polystyrol eine geringere mechanische Festigkeit und Elastizität. Es ist weiß und undurchsichtig und hat eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit. Um große Mengen Schaumpolystyrol zu zersetzen, benötigt man nur wenig Aceton. Das Aceton setzt bei dem aufgeschäumten Stoff das eingeschlossene Treibgas wieder frei. Solides Polystyrol neigt sehr stark zur Spannungsrissbildung.

Physiologische Wirkung

Thermoplastische Polystyrol ist physiologisch unbedenklich und auch für Lebensmittelverpackungen uneingeschränkt zugelassen. Polystyrol entwickelt beim Verbrennen stechend riechende Dämpfe, die aber nicht giftig sind. 1967 wurden in der staatlichen Versuchsanstalt Wien Versuchstiere den Verschwelungsgasen von Holz, Filz, Leder, Kork, Schafwolle und verschiedenen Typen von Polystyrol-Hartschaum ausgesetzt. Ergebnis: Polystyrol-Hartschaum war das einzige Material, bei dem alle Versuchstiere überlebten.

Typen – Herstellung und Verarbeitung

Polystyrol wird durch Polymerisation des Monomers Styrol \left(\mathrm\right) gewonnen, welches außergewöhnliche Polymerisationseigenschaften aufweist. Polystyrol kann vollständig recycled werden.

Thermoplastisches Polystyrol

Bei diesen Werkstoffen unterscheidet man Standard-Polystyrol von schlagzähem Polystyrol. Standard-Polystyrol (GPPS = General Purpose Polystyrene) ist hochtransparent, sehr steif, aber spröde. Bekannt ist es z. B. von CD-Boxen. Schlagzähes Polystyrol (HIPS = High Impact Polystyrene) ist nicht transparent, sondern opak und zeichnet sich durch hohe Schlagfestigkeit aus. Bekannt ist es als Gehäusewerkstoff (Telefone, Drucker, Fernsehgehäuse etc.) oder von Spielzeugen (z. B. Lego). HIPS enthält in der Polystyrol-Matrix je nach Typ 4-8% eines Polybutadien-Kautschuks, der Teilchen in der Größenordnung von 500 nm bis 10 µm mit Salami-artiger Struktur bildet. Die Produktionskapazität zur Herstellung von Polystyrol-Werkstoffen betrug 2004 weltweit etwa 16 Millionen Tonnen, die sich etwa zu gleichen Teilen auf GPPS und HIPS aufteilen. Polystyrol ist sehr gut spritzbar, schweißbar und klebwillig.

Schaumstoffe

Schaumpolystyrol ist besonders unter dem Handelsnamen Styropor (® BASF) bekannt geworden. Seit den 1990er Jahren nimmt der IVH (Industrieverband Hartschaum e. V.) die Rechte am Namen Styropor wahr. Nur die Hersteller von EPS (Expandierter Polystyrol-Hartschaum) dürfen danach ihr Material Styropor nennen. Diese Hersteller unterwerfen sich den besonderen Qualitätsanforderungen des IVH. Je nach Herstellungsart wird zwischen dem eher grobporigen EPS, z. B. Styropor (® BASF), und dem feinporigeren XPS (Extrudierter Polystyrol-Hartschaum), z. B. Styrodur (® BASF) unterschieden. XPS wird aufgrund seiner hohen Druckfestigkeit und geringen Wasseraufnahme beispielsweise bei der Dämmung von Gebäuden gegen Erdreich eingesetzt. Charakteristisch für EPS ist der Aufbau aus etwa 2-3 mm großen, zusammengebackenen Schaumkugeln, die z. B. beim Brechen einer Polystyrolplatte deutlich zu Tage treten.

Verwendung

In der Elektrotechnik wird Polystyrol wegen der guten Isolationseigenschaft verwendet. Außer der Isolation von Kabel wird es zur Herstellung von Schaltern, Spulenkörpern und Gehäusen für Elektrogeräte verwendet. Polystyrol wird für Massenartikel, im Bauwesen als Dämmstoff, als Modell und Kulissenbau, Feinwerktechnik, Schaugläser und für Feststoffrettungswesten verwendet. Als Lebensmittelverpackung ist Schaumpolystyrol uneingeschränkt zugelassen, zum Beispiel in Joghurtbecher, Blister-Verpackungen etc. Geschäumtes Polystyrol wird als schockdämpfendes Verpackungsmaterial oder zur Wärmedämmung für Gebäude eingesetzt. Da Schaumpolystyrol sehr gut mit einer Thermosäge geschnitten werden kann, und zugleich sehr preiswert ist, hat es sich als Baumaterial im (Architektur-)modellbau etabliert. Polystyrol ist auch einer der Grundstoffe von Napalm-B, welches in Brandbomben Verwendung findet. Gereckte Polystyrolfolie (Handelsnamen: Styroflex, Trolitul) wird zusammen mit Aluminium- oder Zinnfolie zur Herstellung von Kondensatoren für die Hochfrequenztechnik verwendet.

Weblinks


- [http://www.iso-massivhaus.de/html/baubiologie___bautechnik.htm Brandgase und Brandverhalten (Polystyrol Hartschaum für Bauzwecke)]
- [http://www.ivh.de IVH e.V. (Styropor)]
- [http://www2.basf.de/basf2/html/plastics/deutsch/pages/schaum/styrodur.htm BASF (Styrodur)]
- [http://www.aist.go.jp/RIODB/SDBS/sdbs/owa/sdbs_sea.cre_frame_disp?sdbsno=1957 Infrarot und Ramanspektrum von Polystyrol] Polystyrol (PS) Kategorie:Schaum ja:ポリスチレン

Surfbrett

Ein Surfbrett ist ein aus einem schwimmfähigen Material hergestelltes Brett, das als Sportgerät dient. Es gibt unterschiedliche Bauarten, zum Wellenreiten oder zum Windsurfen. An jedem Surfbrett ist mindestens eine Finne (Wassersport) angebracht, die mittig auf der Rumpfseite des Hecks befestigt ist und der Richtungsstabilität dient. Wellenreitbretter haben heute üblicherweise 3 Finnen. Windsurfbretter der Longboard- und Formulaklasse haben ein bewegliches Schwert nahe der Mitte des Brettes, außerdem besitzt jedes Windsurfbrett einen Mast mit einem Segel. Die Größe eines Surfbrettes wird üblicherweise in Feet (Fuß) und Inch (Zoll) angegeben, das Volumen (welches den Auftrieb angibt) in Litern (bei Windsurfbrettern).

Windsurfen

Beim Windsurfen unterscheidet man die Brettarten nach dem Einsatzbereich:
- Wave: Wavebretter gibt es im Bereich von ca. 75 bis 95 Litern. Sie sind klein, wendig, und bieten im Normalfall nicht genügend statischen Auftrieb, um das Gewicht des Surfers und des Riggs zu tragen. Dieser fehlende Auftrieb wird aber durch den hydrodynamischen Auftrieb beim fahren wieder ausgeglichen, zumal Wavebretter einige Erfahrung im Windsurfen voraussetzen.
- Freeride: Freeridebretter erfreuen sich großer Beliebtheit bei den meisten Gelegenheits- und Hobbysurfern, da sie unkompliziertes Handling bieten und leicht zu halsen sind. Mit Brettvolumina, die zwischen 85 und 150 Litern liegen, decken sie den größten Bereich bei den Windsurfbrettern ab, und werden von Surfern jedes Alters und Gewichtes gefahren. Ihr Einsatzzweck ist hauptsächlich "normales" Fahren, ob zur Entspannung oder um das einzigartige Gefühl des "Dahingleitens" zu erleben.
- Freestyle: Diese Bretter zeichnen sich durch hohe Drehfreudigkeit und Manövrierbarkeit aus und liegen im Volumenbereich von ca. 95 bis 120 Litern. Sie werden vornehmlich zum Ausführen von speziellen Manövern wie diversen Sprüngen, Rotationstricks und Segeltricks benutzt.
- Freemove: Bretter dieser Kategorie verbinden Eigenschaften von Wave- und Freestylebrettern und verstehen sich als eine Art "allrounder". Ihre Volumina liegen circa zwischen 85 und 105 Litern, und gehören damit meist auch zu den "Sinkerbrettern".
- Formula: Formulabretter sind im Vergleich zu den obigen Brettarten breiter, und voluminöser, sind auf Geschwindigkeit und "Höhe laufen" optimiert, und kommen im professionellen Wettkampf öfter vor als im Hobbybereich. Merkmale der Brettkonstruktion sind hohe Kippstabilität bei gleichzeit relativ wenig Reibung: Der Surfer verlagert das Gewicht derart, dass nur eine Hälfte des Brettes Wasserkontakt hat, verringert somit also die Reibung, und kann trotzdem bei Halsen und Wenden leichter das Gleichgewicht halten.
- Speed: Die speziellen Bretter dieser Kategorie finden im Hobbybereich weniger Verbreitung und werden zumeist von Profis (z.B. Finian Maynard, Bjorn Dunkerbeck) eingesetzt um neue Geschwindigkeitsrekorde aufzustellen.

Wellenreiten

Beim Wellenreiten werden grundsätzlich zwei verschiedene Brettarten unterschieden: das Longboard und das Shortboard (auch Funboard genannt). Wie der Name schon sagt wird in der Länge unterschieden. Von einem Longboard spricht man normalerweise, wenn die Länge 8 Fuß überschreitet. Kürzere Surfbretter werden als Shortboard bezeichnet.
- Beim Longboard werden zusätzlich diejenigen unter 9 Fuß oft auch als Malibu bezeichnet. Longboards sind meist relativ dick und haben eine gerundete Spitze, auch Nose genannt.
- Unter 8 Fuß gibt es verschiedenste Formen, sie werden allgemein als Shortboard bezeichnet:
  - Bis zu 8 Fuß lang sind Guns (Gewehr) die sehr schlank und spitzig gestaltet sind und für große Wellen verwendet werden.
  - Dann gibt es Mini-Malibus, die kürzer als 8 Fuß sind, von der Form aber einem Longboard gleichen.
  - Evolution Boards sind für Anfänger gedacht, um einen Einstieg mit Shortboards zu erleichtern. Diese sind breiter, länger und dicker als normale Shortboards von der Form her aber ähnlich mit spitz zulaufender Nose.
  - Standard Shortboards haben eine Länge zwischen 6 Fuß und 7 Fuß und werden je nach Können und Erfahrung eingesetzt. Diese werden meist für sportliche Wettbewerbe verwendet.
  - Noch kürzere Surfbretter werden Fish (Fisch), Frog (Frosch) oder Egg (Ei) genannt. Das Kernmaterial bei Surfbrettern ist meist aus Epoxy. Die Beschichtung ist meist aus Glasfaser. Neuerdings wird bei Wellenreitbrettern ein Kern verwendet der in der Mitte eine heliumgefüllte Blase enthält, was das Gewicht der Surfbretter zusätzlich reduziert. Um die Längsstabilität zu gewährleisten wird längs ein dünnes Stück Holz eingebaut, der Stringer.

Bodyboard

Ein Bodyboard (oder auch boogieboard) ist eine Art kurzes Surfbrett zum Wellenreiten. Im Gegensatz zum Surfbrett kniet oder liegt man jedoch auf einem Bodyboard. Erfunden von Tom Morey in den 1970ern , der mit seiner Firma (morey-boogie) 25 Jahre ein Patent darauf hatte, inzwischen gibt es auch jede Menge anderer Hersteller. Es gibt einfache Anfängerboards für Kinder bis hin zu Professional Boards die bis zu 400 Euro kosten. Es besteht aus Schaumstoff bzw. Hartschaum PE oder PP bei den stabileren mit Stringern wie beim Surfbrett. Es kann in fast allen Wellen von 0,5 - 5 Meter benutzt werden, vor allen für steile Beachbreaks mit schnell brechenden Wellen wie z.B. in Puerto Escondido in Mexico. Am besten noch mit speziellen Bodyboardflossen Chuchil oder Redley an den Füssen zum schnelleren reinpaddeln. Vorteil: leicht zu transportieren keine Verletzungsgefahr durch das Board selbst, kein Stress mit Airlines wg. Transport und macht immer und überall Riesen Spaß.

Kitesurfen

Beim Kite-Surfen unterscheidet man zwischen Directional-Boards und Bi-Directional-Boards:
- Ein Directional-Board besitzt 2-3 Fußschlaufen und kann, wie der Name schon sagt, nur in eine Richtung gefahren werden. Möchte man in die andere Richtung fahren, muss man entsprechend umsteigen. Dies ist grundsätzlich während der Fahrt möglich (Halse), allerdings setzt dies etwas Geschick voraus. Alternativ muss die Fahrt unterbrochen und das Brett gedreht werden. Der große Vorteil dieses Typs ist, dass es mehr Volumen und daher mehr Auftrieb auf dem Wasser besitzt und dadurch für Anfänger besser geeignet ist (da man bei Lenkbewegungen nicht sofort untergeht). Auch die größeren Finnen ermöglichen ein leichteres und Fehler verzeihendes Fahren.
- Ein Bi-Directional-Board besitzt 2 Fußschlaufen und ist (fast) symmetrisch gebaut. Daher kann in beide Richtungen ohne Fußwechsel gefahren werden. Da dieser Typ weniger Volumen und kleinere Finnen besitzt, muss schneller und mehr über die Kante gefahren werden als bei Directionals. Beinahe jeder Fortgeschrittene fährt diesen Board-Typ.
- Ein Waveboard besitzt wie das Bi-Drectional 2 Fußschlaufen ist aber extra für das Kitesurfen in der Welle hergestellt. Vorteil ist das es sich leichter in die welle hinein trehen lässt Siehe auch: Segeln, Windsurfen, Kitesurfen, Wellenreiten Kategorie:Bootstyp Kategorie:Wassersport Kategorie:Surfen Kategorie:Sportgerät ja:サーフィン

Raumsonde

] Eine Raumsonde ist ein unbemannter Flugkörper, der zu Erkundungszwecken ins Weltall geschickt wird. Im Gegensatz zu einem (Erd)Satelliten verlässt sie die Umlaufbahn (Orbit) der Erde und fliegt ein entferntes Ziel im Weltraum an, um dieses zu untersuchen (z. B. Mars, Asteroiden, Kometen, Jupitermonde). Wegen der oft jahrelangen Dauer von Raumsondenmissionen werden an die technischen Einrichtungen von Raumsonden höchste Anforderungen gestellt. Die Komponenten von Raumsonden werden aufwändigst getestet und im Reinraum zusammengebaut, was die hohen Kosten von Raumsonden erklärt. Ein großes Problem bei Raumsonden gegenüber erdumkreisenden Satelliten ist der große Erdabstand, der lange Laufzeiten der von der Bodenstation ausgesandten Steuerbefehle bewirkt. Aus diesen Grund müssen Raumsonden über Systeme verfügen, die sie in gewissem Umfang von Bodenstationen unabhängig machen. Für Raumsondenmissionen muss der Einschusswinkel mit einer Genauigkeit von unter 1 Bogensekunde festgelegt werden. Die Navigation von Raumsonden muss mit höchster Genauigkeit erfolgen. Sie erfolgt mit Hilfe des Dopplereffekts und der Signallaufzeiten. Auf diese Weise wird ihre Position mit einer Genauigkeit von unter 1 Meter - unabhängig von ihrer Entfernung zur Erde - ermittelt. Die Energieversorgung erfolgt bei Raumsonden zum Mond und zu den inneren Planeten Merkur bis Mars meist mit Solarzellen, die über einen Akkumulator gepuffert sind. Für Raumsonden mit kurzer Lebensdauer werden auch Akkumulatoren verwendet. Raumsonden für den Flug zu äußeren Planeten verwenden für die Stromversorgung stets Isotopenbatterien, da mit wachsenden Abstand von der Sonne Solarzellenflächen immer ineffizienter werden. Je nach Aufgabenstellung unterteilt man Raumsonden in:
- Vorbeiflugsonden - Sonden, die nur einen Vorbeiflug an einem Himmelskörper durchführen
- Orbiter - Sonden, die eine Umlaufbahn um einen Himmelskörper einschlagen
- Lander - Sonden, die auf einem Himmelskörper landen, hier ist weitere Unterteilung sinnvoll:
  - Hydrobot - eine Sonde, die selbständig die Tiefen unbekannter Gewässer erkunden kann
  - Kryobot - eine Sonde, die sich durch Eis hindurchschmilzt um dieses und darunterliegende Medien zu erkunden
  - Penetrator - eine Raumsonde, die sich bei einer ungebremsten Landung bis zu einigen Metern in den zu untersuchenden Himmelskörper bohrt
  - Rover - ein mobiles Landegerät, mit dem größere Regionen erkundet werden können
- Probenrückführung (engl. Sample Return) - Sonden, die Proben eines Himmelskörpers oder im Weltraum eingesammelte Partikel zur Erde zurückführen. Zuvor könnte ggf. eine Landung auf dem Himmelskörper nötig sein Eine vollständige Liste aller Raumsonden mit Missionsbeschreibungen ist unter Liste der unbemannten Raumfahrtmissionen verfügbar. Kategorie:Raumsonde

1962

Ereignisse

Politik


- 1. Januar: Paul Chaudet wird Bundespräsident der Schweiz
- 1. Januar: Samoa wird unabhängig von Neuseeland
- 1. Januar: Seine Hoheit Malietoa Tanumafili II. wird Staatsoberhaupt in Sambia
- 10. Januar: Mauretanien wird Mitglied in der UNESCO
- 30. Januar: Doppelbesteuerungsabkommen zwischen Deutschland und Dänemark
- 2. März: Myanmar. Putschversuch von General Ne Win
- 6. März: Tansania wird Mitglied in der UNESCO
- 18. März: Frankreich und Algerien unterzeichnen einen Vertrag zur Beendigung des Algerienkrieges
- 28. März: Sierra Leone wird Mitglied in der UNESCO
- 2. April: Jemen wird Mitglied in der UNESCO
- 16. April: Frankreich. Georges Pompidou wird Ministerpräsident
- 1. Juli: Unabhängigkeit Ruandas von Belgien
- 15. Juli: Algerien erhält seine Unabhängigkeit
- 6. August: Jamaika wird unabhängig
- 23. August: Die syrische Regierung in Damaskus erlässt das Gesetzesdekret Nr. 93, wonach eine außerordentliche Volkszählung in der Provinz Djazira zulässig ist. Als Ergebnis werden 120.000 Kurden zu „Fremden“ erklärt. Die syrischen Staatsbürgerrechte werden ihnen entzogen. Um der „kurdischen Gefahr“ entgegenzutreten, entwickelt die Regierung Pläne für die Einrichtung eines „arabischen Gürtels“. Danach soll die gesamte kurdische Bevölkerung, die auf einem 280 km langen und 15 km breiten Gebiet entlang der türkischen Grenze lebt, umgesiedelt und durch arabische Bevölkerung ersetzt werden
- 23. August: Trinidad und Tobago wird von Großbritannien unabhängig
- 6. September: Handels- und Wirtschaftsabkommen zwischen Taiwan und Deutschland
- 11. September: Schifffahrtsprotokoll zwischen Taiwan und Deutschland
- 18. September: Ruanda, Jamaika und Burundi wird Mitglieder der Vereinten Nationen
- 26. September: Die Armee von Jemen stürzt die Monarchie und ruft die Republik aus
- 1. Oktober: James H. Meredith schreibt sich als erster afro-amerikanischer Student unter dem Schutz von Federal Marshals in der Universität von Mississippi ein
- 8. Oktober: Algerien wird Mitglied bei den Vereinten Nationen
- 9. Oktober: Uganda wird unabhängig
- 11. Oktober: Beginn des zweiten Vatikanischen Konzils
- 14. Oktober: Kubakrise
- 15. Oktober: Algerien wird Mitglied in der UNESCO
- 17. Oktober: Doppelbesteuerungsabkommen zwischen Deutschland und Irland
- 22. Oktober: Durch die Fernsehansprache des US-Präsidenten John F. Kennedy wird die Kubakrise öffentlich
- 25. Oktober: Uganda wird Mitglied bei den Vereinten Nationen
- 1. November: Mongolei wird Mitglied in der UNESCO
- 2. November: Trinidad und Tobago wird Mitglied in der UNESCO
- 7. November: Jamaika und Ruanda werden Mitglieder der UNESCO
- 9. November: Uganda wird Mitglied in der UNESCO
- 16. November: Burundi wird Mitglied in der UNESCO
- 17. Dezember: Monaco bekommt eine neue Verfassung
- 18. bis 22. Dezember: Auf der Konferenz von Nassau beschliessen die USA und Großbritannien eine enge nuklearstrategische Partnerschaft. In der Folge erhält Großbritannien Zugang zum amerikanischen Polaris-Raketenprogramm
- Kuba-Krise zwischen den USA und der Sowjetunion

Wirtschaft


- Die Staaten der Europäischen Wirtschaftsgemeinschaft (EWG) führen eine gemeinsame Agrarpolitik ein
- Okunsches Gesetz wird hergeleitet

Wissenschaft und Technik


- 1. Januar: Der Deutschlandfunk nimmt seinen regulären Sendebetrieb auf
- 14. Juni: In Paris findet die Gründung der Europäischen Weltraumforschungsorganisation (ESRO) statt, die ausschließlich friedlichen Zwecken dienen soll
- Walter Bruch entwickelt das PAL-Fernsehsystem, dass ein Jahr später zum Patent angemeldet wird
- September: In Bern wird die Monbijoubrücke eröffnet

Kultur


- 1. Januar: Die Beatles machen die ersten Probeaufnahmen bei der Plattenfirma Decca und werden mit der Begründung abgelehnt, dass Gitarrengruppen nicht mehr modern seien
- 23. April: Uraufführung der Oper König Nicolo von Hans Chemin-Petit in Aachen
- 11. September: The Beatles nehmen ihre erste Single „Love Me Do“ auf
- 22. September: Eröffnung des Innsbrucker Alpenzoos
- 22. Oktober: Uraufführung der Oper L'opéra d'Aran (Die Oper von der Insel Aran) von Gilbert Bécaud in Paris
- 6. Dezember: Nikolaustag
- 9. Dezember Premiere des Films Lawrence von Arabien in London. Regie: David Lean, Musik: Maurice Jarre
- 12. Dezember: Uraufführung des Karl-May-Films Der Schatz im Silbersee im Universum, Stuttgart
- Die amerikanische Journalistin Rachel Carson veröffentlicht das Buch Silent Spring („Der stumme Frühling"), dessen weltweite Verbreitung den Beginn der Umweltbewegung markiert
- Die Fluxus-Bewegung wird von führenden Künstlern in Deutschland ins Leben gerufen
- John Schlesinger erhält den Goldenen Bären der Berliner Filmfestspiele für A Kind of Loving
- Gründung der Royal Rangers
- Das Buch A Clockwork Orange erscheint

Katastrophen


- 7. Februar: Grubenunglück von Luisenthal: Bei einer Kohlenstaubexplosion kommen im Saarland 299 Bergleute ums Leben
- 16./17. Februar: Sturmflut an der Nordsee: Am 16./17. Februar 1962 brach über die deutsche Nordseeküste die schwerste Sturmflut seit über 100 Jahren herein. Orkanböen bis 200 Kilometer pro Stunde und meterhohe Wassermassen ließen die Deiche an der Küste, an der Elbe und Weser brechen. Am schlimmsten traf die Flutkatastrophe das 100 Kilometer von der Küste entfernte Hamburg. Ganze Stadtteile standen unter Wasser, über 300 Menschen kamen ums Leben. Über 60.000 Bewohner südlich der Elbe wurden obdachlos. Strom, Gas und Wasser fielen in der Millionen-Stadt aus
- 1. März: Flughafen Idlewild, New York, USA. Eine amerikanische Boeing 707 stürzte direkt nach dem Start in die Jamaica Bay. Alle 95 Personen an Bord starben
- 4. März: Douala, Kamerun. Absturz einer Douglas DC-7 der Trans-African British Caledonian
- 22. Mai: Iowa, USA. Eine Boeing 707 der Continental Air Lines explodierte in der Luft, nachdem ein Selbstmord-Attentäter eine Bombe gezündet hatte. Alle 45 Menschen an Bord starben
- 3. Juni: Paris, Frankreich. Absturz einer französischen Verkehrsmaschine des Typs Boeing 707. Alle 130 Menschen an Bord starben
- 7. Juli: Bombay, Indien. Absturz einer Douglas DC-8
- 1. September: Erdbeben der Stärke 7,3 in Qazvin, Iran, 12.230 Tote
- 27. November: Lima, Peru. Absturz einer Boeing 707 der Vvarig Airlines
- 14. Dezember: Laurel Canyon, Los Angeles, Kalifornien, USA. Absturz einer Lockheed Super Constellation in ein Wohngebiet. Durch den Absturz und das anschließende Feuer wurden 29 Gebäude beschädigt. Alle 5 Personen an Bord wurden getötet, ebenso 3 Anwohner

Sport

Einträge von Leichtathletik-Weltrekorden siehe unter der jeweiligen Disziplin unter Leichtathletik.
- 2. März: Wilt Chamberlain erzielt 100 Punkte in einem NBA-Spiel
- Die Fußball-WM in Chile gewinnt Brasilien. Der Gastgeber wird nur Dritter. Deutschland scheidet im Viertelfinale nach einer 0:2-Niederlage gegen Jugoslawien aus

Geboren


- 3. Januar: Ronnie Schöb, deutscher Professor für Volkswirtschaftslehre
- 4. Januar: Ingolf Viereck, deutscher Politiker
- 4. Januar: Natalja Botschina, russische Leichtathletin und Olympionikin
- 6. Januar: Daniel Mahrer, Schweizer Skirennläufer
- 10. Januar: Zoltán Pokorni, ungarischer Politiker
- 12. Januar: Gunde Svan, schwedischer Skilangläufer
- 13. Januar: Gunda Röstel, deutsche Politikerin
- 13. Januar: Christian Homburg, Professor für Marketing
- 13. Januar: Trace Adkins, US-amerikanischer Country-Sänger
- 14. Januar: Antonia Langsdorf, Chefastrologin des TV-Senders RTL
- 15. Januar: Richard Seeber, österreichischer Politiker
- 17. Januar: Jim Carrey, kanadischer Komiker und Schauspieler
- 20. Januar: James Denton, US-amerikanischer Schauspieler
- 21. Januar: Peter Lohmeyer, deutscher Schauspieler
- 21. Januar: Marie Trintignant, französische Schauspielerin († 2003)
- 23. Januar: Uwe Bohm, deutscher Schauspieler
- 24. Januar: Zoë Haas, Schweizer Skirennläuferin
- 25. Januar: Chris Chelios, US-amerikanischer Eishockeyspieler (Verteidiger)
- 26. Januar: Lena Biolcati, italienische Sängerin
- 26. Januar: Anna LaCazio, US-amerikanische Sängerin
- 29. Januar: Radovan Vlatkovic, kroatisch-französischer Hornist
- 29. Januar: Olga Tokarczuk, polnische Schriftstellerin
- 30. Januar: