In der Konstruktion wurden 30 x 2 mm Rundprofilrohre aus Edelstahl für die drei Hauptsäulen und 20 x 1,5 mm Rundprofilrohre aus Edelstahl für sämtliche Verstrebungen innen verwendet. Die Flansche an den Säulen haben einen Durchmesser von je 100 mm und 5 mm Dicke und werden mit je 4 Bohrungen an den Steinsäulen verschraubt.
Eine graphische Darstellung der Konstruktion ist auf den ersten drei Bildern der Galerie zu sehen.
Versuch
Nach der Konstruktion der Baugruppe gingen wir über in den Versuch. Den Versuch haben wir virtuell, gemäß der Methode der finiten Elemente (FEM-Simulation) simuliert. Konkret führten wir zwei unterschiedliche Versuche durch.
Zuerst haben wir 6000 N (entspricht etwa 611,62 kg*m/s²) jeweils halbiert und auf beide Stangenseiten verteilt. Jeder Pfeil stellt eine Kraft von 3000 N dar. Die Belastung haben wir mittig der Konstruktion angesetzt, da hier die größte Kraftauswirkung entsteht, von der man überhaupt ausgehen kann.
Wie bereits angenommen, angesichts der Bauweise nach Cremonaplan ist die Stabilität der Klimmzugstange XXL enorm. Gemäß der FEM-Simulation ist eine maximale Verschiebung von 3,37 mm bei dieser Art und dem Umfang der Belastung möglich.
Beim zweiten Versuch haben wir das „worst-case-scenario“ simuliert. D.h. wir haben die Klimmzugstange mit voller Belastung von 6000 N einseitig beansprucht.
Die Simulation zeigt einen maximalen Ausschlag von bis zu 4,9 mm an. Immer noch im Rahmen, da die Grenze zur plastischen Verformung nicht ansatzweise erreicht wird (siehe folgendes buntes Bilder mit nur einem Pfeil).
Durch die einseitige Belastung und anders als beim ersten Versuch entstehen hier zusätzlich Torsionskräfte, welche die Konstruktion um ihre eigene Achse ziehen.
Für Nicht-Ingenieure unter uns. Torsionskräfte entstehen oft an Konstruktionen welche ungleichmäßig belastet werden. D.h. wir müssen davon ausgehen, dass Sportler auch mal nur auf einer Seite der Stange trainieren, ähnlich wie bei dieser Simulation. In der Realität durchaus vorstellbar, daher auch durchaus möglich.
Zu beachten ist hierbei, dass die Finite-Elemente-Methode in der Regel sehr realitätsnahe Simulationen darstellt. Die Ergebnisse können aber auch durchaus von der Realität abweichen. Letztendlich hängt es davon ab, ob das erstelle Modell die Realität gut beschreibt.
Es ist in jedem Fall möglich sich an den Ergebnissen einer Simulation zu orientieren, jedoch kann man sich nie voll und ganz darauf verlassen. Insgesamt bietet FEM eine einfache und optimale Grundlage zur realitätsnahen Entwicklung von schwierigen Projekten.
Fertigung
Den Auftrag haben wir heute erhalten. Sobald wir mit der Fertigung der Klimmzugstange fertig sind, ergänzen wir diesen Teil mit ein paar Fotos und einer kurzen Beschreibung der Fertigung.
Fazit
Nun, insgesamt ist das ein interessantes Projekt. Wer eine solche Klimmzugstange für sich selbst bauen möchte, kann gerne die von uns hier beschriebenen Erkenntnisse nutzen. Ansonsten stehen wir mit unserer Expertise und unserer Fertigung sehr gerne zur Verfügung.
Nachtrag
Hier sind zwei Fotos von der Klimmzugstange XXL im montieren Zustand und die Rückmeldung dazu.
… haben die Klimmzugstange mit den Jungs auch sofort auf Herz und Nieren getestet und waren alle sehr begeistert. Selbst wenn vier stämmige Kerle Klimmzüge gleichzeitig reißen, gibt das Material kaum nach und erfüllt die Anforderungen voll und ganz.
Ich würde mal sagen, dass das Bild die Stabilität unserer W-Modelle ganz gut vermittelt. So ein Bild sagt auf jeden Fall mehr als tausend Worte! Da hätte ich mir hier die Finger wund schreiben können, um die gleiche Überzeugung zu erzielen.
Die auf dem Bild zu sehenden zehn unteren Gewichtsscheiben sind jeweils 25 kg schwer. Die restlichen darüber liegenden Gewichtsscheiben haben ein Gewicht von jeweils 20 kg.
Mensch, bin ich müde. Das war eine geile Aktion heute. Gestern vier Stunden lang, ab 16:30 Uhr, zu Dritt, die letzten Vorkehrungen für den Belastungstest unserer Klimmzugstangen getroffen. Abends dann, bis 22 Uhr, noch das Vorgehen besprochen. Schließlich. Heute, acht Stunden lang, ab 6:00 bis 14:00 Uhr, mit insgesamt sechs Mann, den eigentlichen Test durchgeführt.
Das war echt spitze. Wir haben genügend Material zusammenbekommen. Insbesondere die Aufnahmen mit der GoPro Hero 3+ waren gut. Aber der Reihe nach. Ich schreibe hier mal auf, was wir gestern final vorbereitet haben, und wie der Test unserer Klimmzugstangen eigentlich abgelaufen ist. Die eigentlichen Ergebnisse kommen, wenn wir mal das ganze Material durchgesehen und ein Video zusammengeschnitten haben.
Welche Klimmzugstangen haben wir einem Belastungstest unterzogen?
Wir haben folgende drei Klimmzugstangenmodelle getestet:
Ein D-Modell, d.h. eine Klimmzugstange für Decke. Konkret haben wir hier die Klimmzugstange D2 genommen.
Ein W-Modell, d.h. eine Klimmzugstange für Wand. Hier haben wir das W4-Modell genommen.
Eigentlich wollten wir von diesen drei Konstruktionen stets das jeweilige Modell mit 4 Zusatzgriffen nehmen. Aus Effizienzgründen konnten wir aber nur Klimmzugstangen nehmen, die noch nicht fertig geputzt und verpackt waren. Ansonsten hätte unser Produktionsleiter gestreikt.
Von den drei B-Modellen war nur noch das B1-Modell verfügbar. Im Fall der D-Modelle konnten wir uns zwischen der Klimmzugstange D1 und D2 entscheiden. Im Fall der W-Modelle hatten wir gar keine Wahlmöglichkeit. Die im Blogbeitrag zuvor gezeigte W4-Klimmzugstange wurde letzte Woche verkauft und wir mussten eine neue Klimmzugstange schweißen. Hier sind eine paar Fotos vom Schweißen dieser W4, in einem unfertigen Zustand, die wir mit der GoPro gemacht haben.
Wie sieht der Belastungstest technisch aus?
Unser Belastungstest ist technisch gesehen recht einfach. Wir haben uns zwei Halterungen für eine senkrechte Aufnahme von Gewichtsscheiben gemacht. Jede Halterungen besteht aus einem 1,5 m langen Rohr, an das wir unten eine quadratische Platte und oben eine Öse geschweißt haben.
Die Gewichtsscheiben haben wir uns von den Obrigheimer Gewichtheber besorgt. Insgesamt waren es 20 x 25 kg und 25 x 20 kg Gewichtsscheiben, d.h. so ziemlich genau 1 Tonne, die wir uns hier besorgt haben. Ein großes Dankeschön an dieser Stelle an Thorsten und Volker Hauß.
Die Scheiben haben wir auf die Halterung gezogen, die Halterungen an die Klimmzugstange gehängt und festgestellt, ob die Klimmzugstange das aushält. Das wars. Das ist der Test.
Wir haben natürlich nicht sofort mit 1 Tonne angefangen, sondern mit 300/350 kg, und dann das Gesamtgewicht in mehren Schritten auf 1 Tonne gesteigert. Hier ist ein Foto von einer „repräsentativen“ Gewichtsscheibe und ein Foto von einer der Halterungen mit der „repräsentativen“ Gewichtsscheibe.
Nun, lieber Blogbesucher, ich habe hier ein paar Neuigkeiten. Wir bereiten gerade einen Test unserer Klimmzugstangen vor. Der Test soll die Belastung unserer Klimmzugstangen erneut auf den Prüfstand stellen, und so die Qualität unserer Klimmzugstangen nochmal unterstreichen.
Wir haben bis jetzt unsere Klimmzugstangen (die D-,W-, und B-Modelle) auf eine Belastung von 350 kg getestest. Das reicht natürlich für den normalen Gebrauch aus. Schon länger möchten wir allerdings wissen, wie viel Gewicht unsere Klimmzugstangen maximal aushalten. Nun haben wir die richtige Stelle und für den Test gefunden. Das Testverfahren dürfte sich auch sehen lassen. Wir peilen auf jeden Fall eine Belastung von 1 Tonne an. Mal sehen, ob die Klimmzugstangen das aushalten.
Hier schon mal ein Bild von unserer Klimmzugstange W4 an einer Betonwand, die den Gewichten aus den Fitnessstudios und Trainingszentren aus unserer Umgebung am kommenden Sonntag trotzen muss.