Belastungsgrenze M8 Gewindeschraube

[Danzihito]

Hallo allerseits,

mich würde mal interessieren, wie hoch in etwa die Belastungsgrenze einer M8 Gewindeschraube bei 14cm Gesamtlänge ist wenn man die Schraube als Halterung verwendet, sodass das Gewicht von oben auf der Langsachse lastet.
Etwas genauer: Es geht konkret um eine Ablage für eine Langhantel mit Gewichten.
Sprich, die Langhantel wird auf einem Holzklotz abgelegt, der wiederum mit 3 Stück von diesen M8 Gewindeschrauben am Balken befestigt wird.
Es sind zwei Halterungen geplant, jeweils rechts und links eben. Also würde das Gewicht durch insgesamt 6 Schrauben getragen werden.
Gewichtstechnisch wird das Ganze statisch mit maximal 200kg belastet, allerdings wird das beim Ablegen wohl kurzzeitig etwas höher sein.

Was meint ihr? Habt ihr dazu eine Einschätzung?

Wenn etwas unklar ist, ich führe das gerne weiter aus

Stabile Grüße

 

[Hubraumschrauber]

Hallo,
bitte erstell eine kleine Skizze, inkl. Angabe des Materials - (Metrisches Gewinde - vermutlich in Holz?), wo die M8 reingeschraubt werden soll, bevor es in die Richtung geht Langachse und Zugefstigkeit bei 1.000N/mm² für 10.9er Festigkeit.

 

[Claus HH]

Genau, eine Skizze wäre hilfreich. Schrauben werden nicht auf Biegung gerechnet, sondern nur auf Zugfestigkeit und Streck- (bzw ab 8.8 auf Dehn-)grenze. Eine Schraube so einzusetzen, daß man deren Biegung toleriert, ist nicht sinnvoll.

Schwieriges Thema.

 

[Neven1534]

Was spricht gegen größere Schrauben?
Ansonsten Skizze bitte

 

[Danzihito]

In der Skizze stellt das Gelbe den Holzblock dar und das Rote die Schrauben.

@Neven1534 Ich bin da absolut offen für Vorschläge, ich hab die Schrauben hier halt einfach nur noch übrig

 

[Lorenzo]

Das gibt so eine Scherbelastung auf die Schrauben. Wenn du das Rahmenholz ein bisschen aussparst und die Halteklötze da einlegst, trägt der Balken die Last, die Schrauben sorgen nur für die Fixierung an dieser Stelle.

 

[Jaquiria]

Das gibt so eine Scherbelastung auf die Schrauben. Wenn du das Rahmenholz ein bisschen auskennst und die Halteklötze da einlegst, trägt der Balken die Last, die Schrauben sorgen nur für die Fixierung an dieser Stelle.

Oder Bulldogs dazwischen, dann schwächt man den Querschnitt nicht.

 

[Danzihito]

Bulldogs? Gleich mal nachschauen was das ist... Danke auf jeden Fall schonmal!

 

[Neven1534]

Die Biegebelastung stellt in dem Fall das größere Problem da. Ich hab's mal kurz rechnerisch überschlagen und so würde ich es definitiv nicht machen.
Würde das Rahmenholz ebenfalls für die Halteklötze einkerben und zusätzlich noch größere Schrauben ab m12 verwenden (platz ist ja anscheinend genug?)

Im Zweifel bevor du 200kg abrollen musst würde ichs da jetzt auch nicht auf 15€ für die Schrauben anlegen.

Ne M8 Schraube hat einen Kerndurchmesser von 6,8mm wenn man jetzt mal rein von einer Biegebelastung ausgeht bei einer länge von ~10cm und einer Belastung von statischen 150kg liegt man schon bei einem vielfachen der Zugfestigkeit (mit vielen Vereinfachungen)

 

[Danzihito]

Ok super danke, das mit dem Einkerben macht Sinn.
Wie weit würdet ihr einkerben? Der Balken hat 10x10cm.

 

[Gelöscht stwe]

Muss das entfernbar sein? Wenn nein, würde ich den Halteklotz einfach festleimen (guuut pressen) und ggf. noch schrauben.
Wenn ja, würde ich schon 2-3 cm einnuten.

 

[Danzihito]

Es sollte entfernbar sein.
Und am Besten auch versetzbar entlang des Balkens. Daher stelle ich mir das mit dem Einkerben etwas Schwierig vor, wenngleich nicht unmöglich.

 

[Claus HH]

Ich halte die ganze Holzkonstruktion in dieser Ausführung nicht dafür geeignet, 200kg dauerhaft zu tragen. Immerhin liegst Du da drunter.

Außerdem ist es sinnvoll, daß jemand hinter der Hantelbank stehen kann, um zu helfen. Das schließt deine Konstruktion auch aus.
Eine stabile und kippssichere Hantelablage ist aus Stahlrohr und in der Höhe verstellbar. Mit deiner Konstruktion legst Du dich auf eine Höhe fest.

Ich will das nicht weiter ausführen, aber in meiner Jugend hab ich Kraftdreikampf (Powerlifting) betrieben und schon mal aus der Ferne eine Hantelbank mit Ablage gesehen. Und ich kenne die Situation, daß mal die Kraft nachläßt und man die Hantel gerade noch so eben wieder aufgelegt bekommt. Oder halt auch nicht. Bei so einer Aktion wird die Hantelauflage mit dem Mehrfachen belastet, was sie bei statischer Last auszuhalten hat.

Ganz ehrlich: Ich würde mir eine stabile, einstellbare Ablage kaufen (persönlich würde ich sie selber schweißen, habe aber auch alle Möglickeiten dazu). Ein aus 60cm herabfallendes Langhantel Gewicht mit 60 kg ist kein Spaß. Weder wenn man gerade darunter liegt, noch wenn man gerade nicht da ist.
Bei 150 kg und mehr hat der Spaß entgültig ein Loch.

 

[Lorenzo]

Mit dem Versetzen entlang des Balkens wirds dann wirklich ungünstig. Es könnte dann das Holz abscheren das als Auflage für die Klötze dient. Ich geb Claus da recht, Holz is in dem Fall nicht das geeignete Material.

 

[netsupervisor]

Ich hab auch viel Kraftsport früher betrieben, bei der Konstruktion hätte ich wie @Claus HH erheblichste Sicherheitsbedenken. Mir ist schon ein oder das anderer Mal die Langhantelstange weggerutscht, das hat enorme Kräfte.
Beim Einhängen aus dead-lift/power-lift produzierst du ordentliche Kräfte, so eine Fichtenholz-Konstruktion zerfällt dir in alle Einzelteile. Man kann sich da sehr schnell verletzen. Bedenk das nochmal, Gesundheit ist ja wichtig für uns alle und den Sport.

 

[IngoS]

Hallo,

ich weiß nicht, was ihr da rechnet, aber die Schrauben halten das locker, zumal wenn man sie anders rum reinschraubt, also Gewindeseite nach hinten. Ich sehe da eher den Holzauflageklotz als problematisch an (könnte aufplatzen).

Gruß

Ingo

 

[IngoS]

Hallo,

habe gerade das Bild von dem Rahmen aus Kanthölzern gesehen. Der sieht mir, vorsichtig ausgedrückt, nicht gut durchkonstruiert und stabil aus. Mach doch noch mal ein Bild, wie die Verstrebung unten zum Boden gebaut ist.

Gruß

Ingo

 

[Gelöschtes Mitglied 109767]

Sorry, aber ich sehe das - in Bezug auf die Schrauben - komplett anders - so wie @IngoS - und ebenfalls viel entspannter....
Und ich sehe auch keine wesentliche Biegung - höchstens Scherung auf die Schrauben wenn sie nicht ausreichend angezogen sind.

Eine ganz normale Rechnung (in kg statt N zum einfacheren Verständnis):

Ansatz:
Wenn die Schrauben entsprechend angezogen sind, dann soll die gesamte Last über die Reibung zwischen den Flächen abgetragen werden und die Schrauben werden weder auf Biegung, noch auf Scherung belastet werden (obwohl sie das - wie @IngoS richtig gesagt hat - in dem vorliegenden Fall problemlos aushalten würden) (nur Reibung ist der Standardansatz bei Schraubenberechnungen).

Gewicht der Hantel gesamt: 200 kg
Belastung pro Seite statisch: 100 kg
Reibung Holz-Holz: µ=0,3
Erforderliche Vorspannkraft der 3 Schrauben = 333 kg
Vorspannkraft pro Schraube: 111 kg

Schraube M8 - 4.6: zulässige Vorspannkraft= 620kg bei einem Anzugsmoment von 9,3 Nm

Heißt: wenn man die Schrauben nur mit 50% ihrer zulässigen Spannkraft anzieht (4,6 Nm) und rechnet, dann ergibt sich eine Vorspannkraft von 310 kg pro Schraube. Das macht bei 3 Schrauben 930 kg. Die Last die über die Reibung abgetragen werden kann ist bei µ=0,3 somit 279 kg pro Seite - und das bei immer noch 2-facher Sicherheit!!! Wichtig dabei: beidseitig große Unterlegscheiben um die Kräfte von Schraubenkopf / Mutter flächig in das Holz einzuleiten.

Als Holz für so eine Holzkonstruktion (wenn es denn Holz sein soll) würde ich in jedem Fall ein druckfestes Laubholz (z.B. Eiche) oder mehrere miteinander verleimte Multiplexplatten nehmen und das ganze sicher gegen Kippen (nach allen Seiten !) verankern.
Die kleinen Dreiecke oben zur Versteifung des Rahmens (gegen den Parallelogramm-Effekt - seitliches ausweichen) sehen schon etwas mager aus.

Achtung: wenn du das ganze in gleicher Konstruktionsweise aus Stahl baust und die Auflagen mit Schrauben verstellbar haben willst, dann musst du wegen dem geringen Reibbeiwert Stahl - Stahl von nur 0,1 die 3-fachen Vorspannkräfte erzeugen! Heißt: größere Schrauben und mehr Anzugsmoment.

Viel Erfolg bei deinem Projekt
Alois

 

[Martin45]

Wäre aus dem Bauch heraus rein bei den 6 Schrauben auch eher entspannt. Das sind knapp 35kg pro Schraube auf Scherung bzw. irgendeine Mischung aus Reibung zwischen dem Holz und etwas Scherung.
Klar, eine Schraube ist nicht für Scherung gemacht, aber trotzdem hält sie ja auch auf Scherung was aus

Ne M8 Schraube hat einen Kerndurchmesser von 6,8mm wenn man jetzt mal rein von einer Biegebelastung ausgeht bei einer länge von ~10cm und einer Belastung von statischen 150kg liegt man schon bei einem vielfachen der Zugfestigkeit (mit vielen Vereinfachungen)

Zeig mal, bitte was du da überschlagen hast. Danke. Da biegt nicht viel, nach Skizze.

 

[Danzihito]

Ich danke euch für eure Beiträge, hier mal einige Bilder vom Rack bisher.
Ich habe mich für Fichte entschieden, da ich mir damals aus dem gleichen Material eine Bar gebaut habe, die wirklich sehr stabil war bei wesentlich weniger Wandstärke. Und bei der Konstruktion mit Schwerlastwinkeln, massiven Spax und 10x10 Balken gehe ich davon aus, dass das hält. Natürlich mache ich vorher einen ordentlichen Belastungstest, wenns dann kracht ists auch ok.

 

[Mitglied 24010 keks]

Wenn die Schrauben entsprechend angezogen sind, dann soll die gesamte Last über die Reibung zwischen den Flächen abgetragen werden und die Schrauben werden weder auf Biegung, noch auf Scherung belastet werden

Alois, wenn ich nicht ganz falsch liege, darf genau dieser Ansatz im Holzbau nicht verwendet werden. Wenn das Holz nur minimal schwindet, und das tut Bauholz i.d.R., ist die Pressung futsch. Deswegen werden Schraubverbindung im Holzbau normalerweise auf Scherbeanspruchung gerechnet. (Und auch das macht man nicht so gerne - lieber im Winkel einschrauben, dass ein großer Teil der Last Zug wird). Bei Scherung wird dann oft auch nicht die Schraube maßgebend sonder die Pressung in der Lochlaibung vom Holz.

Aber beim Rest volle Zustimmung. 3 Stk. 10er Schrauben können schon einiges mehr als 200kg. Da würden ja sogar auf jeder Seite 2 Stk. 3,8er Rillennägel reichen.

Gruß Daniel

 

[Mitglied 24010 keks]

So würde ich eine kleine Änderung vorschlagen, dann passt das.
Schwarze Kreuze weg, dafür senkrecht stellen (rot)
und ein Brett zusätzlich (grün)

Gruß Daniel

 

[predatorklein]

Hallo

Sieht mir nach einem Powerrack aus Holz aus ?

Wenn ja , würde ich eher was in der Richtung bauen:

https://www.pinterest.de/pin/281543716807823/

Hab schon Powerracks gesehen , da war die Aufnahme für die Hantelstange aus dickem Wasserrohr .
Mit der passenden Endkappe

Wichtig sind die Sicherungsstangen , du wärst nicht der erste , der bei einer Kniebeuge das Gewicht nicht mehr hoch bringt .
Kann bei Kniebugen böse enden .

" Woodworker " bauen sich im Normalfall so ein Rack :

https://www.pinterest.de/pin/1477812369936407/

Gruß

 

[Danzihito]

Der grünen Linie entsprechend einen Balken einzuziehen ist leider nicht möglich aufgrund der Hantelscheiben an der Langhantel. Die Idee hatte ich anfangs nämlich auch. Hab mich dann eben dazu entschieden, das war das Beste was mir als Kompromiss einfiel.
Und die rote Linie ist glaube ich dem Weitwinkel Objektiv meiner Kamera geschuldet. Denn das Rack steht senkrecht, also der Unterstützungsbalken dahinter mit deinen Kreuzen stützt nur zusätzlich nach hinten ab. Wobei der auch unten an mehreren Stellen verschraubt ist.
Quasi alles (sofern es geht und Sinn macht) ist miteinander verschraubt, und zwar großzügig.
Ich habe schon befürchtet, dass man das auf dem Bild nicht so erkennt

 

[Danzihito]

Hallo

Sieht mir nach einem Powerrack aus Holz aus ?

Wenn ja , würde ich eher was in der Richtung bauen:

https://www.pinterest.de/pin/281543716807823/

Hab schon Powerracks gesehen , da war die Aufnahme für die Hantelstange aus dickem Wasserrohr .
Mit der passenden Endkappe

Wichtig sind die Sicherungsstangen , du wärst nicht der erste , der bei einer Kniebeuge das Gewicht nicht mehr hoch bringt .
Kann bei Kniebugen böse enden .

" Woodworker " bauen sich im Normalfall so ein Rack :

https://www.pinterest.de/pin/1477812369936407/

Gruß

Ja richtig, das Ganze ist ein Half Rack fürs Drücken und Beugen. Ein Full Rack wollte ich aus einigen Gründen nicht bauen, auch wenn mir schon vorher bewusst war, dass ein solches von der Stabilität her einfacher zu konstruieren wäre.
Die Hantelablage aus deinem verlinkten Rack könnte man auch bei mir verwenden. Hast du mehr Infos dazu?