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Axel Meyer d849c4e86d Initial commit: Feldbett Design-Dokumentation und FreeCAD-Scripts

Modulares Schwergewicht-Feldbett aus Alu-Rohren (25×1.5) mit Stahl-Konnektoren (33.7×2.5).
Design-Docs, Materialrecherche, Gewichtsberechnung, Korrosionsschutz-Analyse,
und zwei getestete FreeCAD-Makros (Struktur + Konnektoren-Detail).

Co-Authored-By: Claude Opus 4.6 (1M context) <noreply@anthropic.com>

2026-04-09 14:30:35 +02:00

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Feldbett — Kontaktkorrosion Alu↔Stahl

Das Problem

Wenn Aluminium (unedles Metall) und Stahl (edleres Metall) in Kontakt kommen und Feuchtigkeit vorhanden ist, entsteht eine galvanische Zelle. Das Aluminium wird als Anode angegriffen (Lochfraß).

Verschärfende Faktoren beim Feldbett:

Reibung beim Auf-/Abbau zerstört Schutzschichten (Fretting-Korrosion)
Outdoor-Nutzung → Regen, Tau, Schweiß
Alu-Rohre stecken in Stahl-Hülsen → große Kontaktfläche
Spaltkorrosion im Inneren der Verbindung (schwer zu inspizieren)

Lösungsansätze

A. Physische Trennung (Isolierung)

A1. Kunststoff-Buchsen / Gleitlager (POM/Delrin)

Nylon- oder POM-Buchse zwischen Alu-Rohr und Stahl-Hülse.


Vorteile	Bester Schutz: kein Metallkontakt; POM ist verschleißfest, günstig, leicht zu drehen; als Presssitz in Stahl-Hülse einsetzbar; austauschbar bei Verschleiß
Nachteile	Muss für jeden Durchmesser gefertigt werden (Drehbank nötig); nimmt Spiel weg (konstruktiv einplanen)

A2. Schrumpfschlauch auf Alu-Rohrenden

Dickwandiger Schrumpfschlauch (3:1) über die Einsteckenden.


Vorteile	Sehr günstig, schnell angebracht, nachträglich ersetzbar
Nachteile	Verschleißt bei häufigem Stecken (50-200 Zyklen); erhöht OD um ~0.5-1 mm

A3. PTFE-Band (Teflonband)

Einige Lagen Teflonband auf die Einsteckenden wickeln.


Vorteile	Extrem günstig, überall erhältlich, gute Gleiteigenschaften
Nachteile	Verschleißt schnell, muss regelmäßig erneuert werden

A4. Gummitüllen / O-Ringe


Vorteile	Dichten gegen Wasser ab, verhindern Klappern
Nachteile	Werden bei Last gequetscht, Verfügbarkeit in Sondergrößen

B. Oberflächenbehandlung

B1. Alu eloxieren / hartanodisieren

Erzeugt harte Al₂O₃-Schicht (20-50 µm).


Vorteile	Extrem verschleißfest, übersteht Reibung; elektrisch isolierend → unterbricht galvanische Zelle; professionell, dauerhaft
Nachteile	Kostet ~5-15 EUR pro Teil (Lohneloxierung); muss vor Zusammenbau erfolgen

B2. Stahl-Hülsen verzinken

Feuerverzinkung oder galvanische Verzinkung.


Vorteile	Zink als Opferanode schützt Alu UND Stahl; günstig (~2-5 EUR/kg)
Nachteile	Schichtdicke kann Passung beeinflussen (+50-100 µm)

B3. Pulverbeschichtung der Stahl-Hülsen

Epoxy/Polyester-Pulverlack.


Vorteile	Robuste Isolierschicht, optisch ansprechend
Nachteile	Schichtdicke 60-120 µm → Passung einplanen; kann bei Reibung abplatzen

C. Materialwechsel

C1. Hülsen auch aus Alu (WIG-schweißen)


Vorteile	Kein Materialmix = keine Kontaktkorrosion; leichter
Nachteile	Braucht WIG-Schweißgerät + Erfahrung; Schweißnähte schwächen Material (HAZ ~50% Festigkeitsverlust); Hülse ist aber nicht das tragende Teil

C2. Hülsen aus Edelstahl (V2A / 1.4301)


Vorteile	Alu↔Edelstahl weniger kritisch als Alu↔Baustahl (geringere Potentialdifferenz); kein Rost am Stahl; bei Metallparadies verfügbar
Nachteile	Teurer, schwerer zu schweißen; Kontaktkorrosion nicht eliminiert, nur reduziert

C3. Hülsen aus GFK/CFK-Rohr (Faserverbund)


Vorteile	Kein Metall = null Kontaktkorrosion; extrem leicht
Nachteile	Nicht schweißbar → müsste geklebt werden (Epoxy); Verfügbarkeit fraglich; Bruchverhalten spröde

D. Schmierung / Fett

D1. Korrosionsschutzfett (Tectyl, Mike Sanders)


Vorteile	Sperrt Feuchtigkeit aus; gleichzeitig Schmierung; günstig
Nachteile	Muss regelmäßig erneuert werden; schmiert (unhandlich)

D2. Lanolinspray (Fluid Film, Timemax)


Vorteile	Kriechfähig, dringt in Spalte ein; Langzeitschutz (Marine-bewährt)
Nachteile	Regelmäßig nachsprühen

Empfohlene Kombination (Dreifach-Absicherung)

Alu-Rohre hartanodisieren (B1) — dauerhafter Verschleiß- und Korrosionsschutz, elektrische Isolation
POM-Buchsen in Stahl-Hülsen (A1) — kein direkter Metall-Metall-Kontakt, austauschbar
Stahl-Hülsen verzinken (B2) — Backup-Schutz, Opferanoden-Effekt

Auch wenn eine Schicht versagt, schützen die anderen beiden weiterhin.

Alternative: Materialwechsel

Hülsen komplett aus Alu (C1) → eliminiert das Problem. Machbar, da Hülsen nicht das tragende Teil sind. Erfordert WIG-Schweißen.

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