Lastgerechte Faserverläufe – eine Baumhochzeit

Bauteiloptimierung Lastgerechte Faserverläufe – eine Baumhochzeit

14.05.2025 Ein Gastbeitrag von C. Mattheck, K. Bethge 2 min Lesedauer

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KIT Karlsruher Institut für Technologie

Heidrive GmbH

SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH

HEICO Befestigungstechnik GmbH

Fasern in natürlichen Faserverbunden folgen in der Regel dem Verlauf der Hauptspannungstrajektorien, also dem Kraftfluss. Das muss von außen nicht immer erkennbar sein, wie die Formoptimierungsexperten vom KIT hier am Beispiel einer Baumverschweißung zeigen.

Wäre dieser verwachsene Baum ein Knochen, so wären die entstandenen minderbelasteten Bereiche der gemeinsamen neutralen Faser der Biegung mechanische Faulpelze, die mit der Zeit elimiert würden. (Bild: KIT) — Wäre dieser verwachsene Baum ein Knochen, so wären die entstandenen minderbelasteten Bereiche der gemeinsamen neutralen Faser der Biegung mechanische Faulpelze, die mit der Zeit elimiert würden.
(Bild: KIT)

War es der Schabernack eines Waldläufers oder der Wettbewerb um die beste Sonneneinstrahlung (Phototropismus) – einerlei, die beiden Teilstämmlinge einer Baumgabel umwinden sich inniglich und erhöhen den Anpressdruck durch ihr Dickenwachstum. Jeder Teilstamm hat einen Faserverlauf in seiner (geneigten) Achsenrichtung. Bei immer innigerem Kontakt „schmilzt “ die trennende Rinde und gemeinsame, allumfassende Jahresringe werden gebildet, wie der abgebildete Sägeschnitt zeigt.

Nach der Verwachsung bilden sich aber die neuen Fasern nunmehr in Richtung der gemeinsamen Achse, um welche die Wendelung erfolgte. Die Ehe ist vollzogen, Kraftfluss und Saftfluss werden geteilt!

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Stand: 08.12.2025

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