Berechnungsgrundlagen für Leim- und Lamelloverbindungen

[MaxiMaschi]

Hallo mein Name ist Maxi und ich komme aus dem klassichen Metall-Maschinenbau.

Ich möchte ein Holzkorpus aus geleimten und mit lamello verbundenen 22mm starken MDF-Platten bauen. Der Korpus hat Außemmaße von 450x450x450 mm und steht auf 4 Schwerlastrollen. Auf dem Korpus sollen Personen bis 100 kg Sitzen, mit einer Sicherheit von S=2 (also maximale Belastbarkeit bis 200 kg) können. Die obere Platte soll aufklappbar sein und wird nur an einer Seite mit einem Schanier befestigt.
Gibt es für Holzverbindungen einschlägige Literatur, um die Mindestanzahl an Lamellodübeln, die Tragfäigkeit des Materials oder die Abscherkräfte von Leimverbindungen zu berechnen?

Leider bin ich bisher nur auf Erfahrungswerte gestoßen und muss es zumindest überschlägig berechnen für die neuralgischen Stellen des Korpus. Über eure Hilfe wäre ich sehr dankbar und habe zum besseren Verständnis mal noch eine technische Zeichnung dran gehangen. Ich hoffe es hilft weiter.
Für jede Hilfe wäre ich mega dankbar

Eure,

Maxi

 

[FredT]

Drei Dübel, und alles sauber verleimt bringt keine Probleme. Und wenn du Probleme siehst, kannst du gern innen noch vier Eckwinkel einschrauben.
S=2 halte ich für überzogen. Die Sitzplatte ist aufliegend, also auch keine übermäßige Belastung.

 

[Andreas W.]

Hallo Maxi,

Literatur zu Deiner Frage kenne ich nicht. Berechnen kannst Du da auch nichts.

Der kritische Punkt bei Dir dürfte die Verbindung Boden zu Seiten sein, an der Stelle, wo die Rollen am Boden "ansetzen".
Daß das komplette Gewicht über die Verbindung von den Seiten auf den Boden abgeleitet wird ist nicht ideal.
Baut man z.B. einen Korpus mit Verstellfüßen (Außenseiten durchgehend, Boden/Deckel zwischenliegend), sieht man zu, daß die Montageplatte der Füße nicht nur am Boden befestigt wird, sondern eben auch auf den Seiten, damit die Eckverbindung nicht über Gebühr belastet wird.

Bei Deiner Konstruktion geht das aber nur über den Boden.
Generell - richtig ausgeführt, halten verleimte Flachdübel in MDF sehr gut. Wenn, dann dürfte m.M. eher die Platte aufspalten, als daß die Flachdübel abscheren.

Flachdübel fräst Du der Einfachheit von der Außenkante beginnend ein, d.h. mehr oder weniger direkt unter jedem der Füße sitzen sowieso zwei Flachdübel.
Ob Du nun zwischen den außenliegenden Flachdübel noch einen oder noch zwei dazwischen setzt, macht das Kraut nicht weiter fett.

Wichtig ist, daß deinen Fräsungen passen, also auf Deine Bezugsflächen achten. Achte auch darauf, daß der Boden genau in das lichte Maß Deines Korpusses paßt. Sauber Verleimen (Flachdübel, Nuten, Stirnkanten), feste Spannen, dann solte nichts passieren.

Gruß, Andreas

 

[MaxiMaschi]

Hallo Andreas,

meine Idee wäre eigentlich folgendes Vorgehen gewesen:
1. Berechnung der maximalen Flächenlast auf den Deckel
2. Übertrag der maximalen Druckbelastung auf die Auflageflächen
3. Berechnung der Sicherheit der Bretter gegen Ausknicken
4. Berechnung der maximalen Scherbelastung auf die Lamello-Dübel

Wenn das alles passt, dann spricht doch eigentlich nichts dagegen, den Korpus so zu bauen.

 

[tomkaes]

Hallo Andreas,

meine Idee wäre eigentlich folgendes Vorgehen gewesen:
1. Berechnung der maximalen Flächenlast auf den Deckel
2. Übertrag der maximalen Druckbelastung auf die Auflageflächen
3. Berechnung der Sicherheit der Bretter gegen Ausknicken
4. Berechnung der maximalen Scherbelastung auf die Lamello-Dübel

Wenn das alles passt, dann spricht doch eigentlich nichts dagegen, den Korpus so zu bauen.

Als gelernter Tischler, angelernter Zimmermann und erfahrener Bauingenieur:
Lies und aktzeptiere den Beitrag #3 von @Andreas W.

Wenn du statt zu sitzen lieber rechnen möchtest: 3D-FEM Simulation.

 

[magmog]

Guuden,

Den Boden für die Rollen in die Seiten einnuten,
dann ist das Prob mit dem Spalten der MDF-Platte gebannt.

 

[MaxiMaschi]

Als gelernter Tischler, angelernter Zimmermann und erfahrener Bauingenieur:
Lies und aktzeptiere den Beitrag #3 von @Andreas W.

Wenn du statt zu sitzen lieber rechnen möchtest: 3D-FEM Simulation

Guten Abend miteinander;

ich habe es schon nach dem Denkanstoß von Andreas umkonstruiert. Danke für deinen Tipp, Andreas.

Leider muss ich es händisch gegenrechnen, weshalb ich ja auch nach dem Vorgehen gefragt habe. Ne ganze normale Konstruktionsberechnung muss doch auch für Holzbau möglich sein. Ich darf es leider nicht per FEM lösen.

MfG,

Maxi

 

[Daniboy]

Hallo Maxi,

1. Willkommen im Forum!
2. Informative Skizze! (Wozu ist die doppelte senkrechte Platte?)
3. Berechnen tät ich auf Abscherung wie bei Metall.
Such doch einfach die Scherfestigkeits-Kennwerte von Lamello, MDF, und Kleber und nimm den geringsten Wert.
4. Du schreibst "ich muss es zumindest überschlägig berechnen" - wieso, ist das Teil irgendeiner akademischen/schulischen/sonstigen Projektaufgabe?
5. Vielleicht ist hier was Brauchbares dabei:
- Das mech. Verhalten von Klebeverb. im Holzbau (...pdf 194S, Purgstaller 2011)
- ETH Zürich (Peter Niemz) (Div. Vorlesungsunterlagen als pdf)
- Lignatec Plattenförmige Produkte

 

[MaxiMaschi]

Hallo Maxi,

1. Willkommen im Forum!
2. Informative Skizze! (Wozu ist die doppelte senkrechte Platte?)
3. Berechnen tät ich auf Abscherung wie bei Metall.
Such doch einfach die Scherfestigkeits-Kennwerte von Lamello, MDF, und Kleber und nimm den geringsten Wert.
4. Du schreibst "ich muss es zumindest überschlägig berechnen" - wieso, ist das Teil irgendeiner akademischen/schulischen/sonstigen Projektaufgabe?
5. Vielleicht ist hier was Brauchbares dabei:
- Das mech. Verhalten von Klebeverb. im Holzbau (...pdf 194S, Purgstaller 2011)
- ETH Zürich (Peter Niemz) (Div. Vorlesungsunterlagen als pdf)
- Lignatec Platenförmige Produkte

Hallo Daniboy,

ja, es ist für ein akademisches Projekt für den Entwurf eines Produktes.
Die doppelten senkrechten Platten sind nur "Raumteiler" und nicht an der eigentlichen Tragfähigkeit des Korpus beteiligt.
Danke für die Links.
Ich habe jetzt erstmal mit den Werk von Viesmann "Wendehorst Bautechnische Zahlentafeln" gearbeitet
und auch danach die Scherung der Lamellos berechnet, mit dem Material Vollbuche (vom Hersteller so angegeben) und die schwächste Faserrichtung genommen.


MfG,

Maxi

 

[Daniboy]

• Du verklebst doch die Stirnflächen der Bodenplatte komplett mit den Seitenflächen.Das ist doch eine viel größere Scherfläche als die Lamellos, oder?
  Also zB wenn Einer an der Kante vom Hocker sitzt, nehmen wir an mit 100kg, dann schert er zB die Scherfläche einer Klebeverbindung am Boden einer Würfelseite mit A=450mmx30mm (Annahme Bodenplatte 30mm), oder nicht?
• Beim Deckel wäre m.A.n. vorteilhaft, wenn der an der Unterseite eine Stützrahmen aus Leisten hätte. Das stabilisiert einerseits den Deckel, aber wichtiger, der Korpus kann sich abstützen und kann dünner gebaut werden. (Eine Tupperware-Schale mit aufgesetztem Deckel ist oben total stabil gegen seitliche Kräfte am Deckel. Ohne Deckel kann man sie massiv eindrücken seitlich). Dadurch könnte man auch das Scharnier einsparen (selbst zentrierter, abnehmbarer Deckel)
• Meine Frage nach der "senkrechten Doppelplatte" galt nicht dem inneren Raumteiler, sondern der außen eingesetzten Platte in eine der 4 Außenwände.
• Wenn du im akademischen Bereich bist, hast du wahrscheinlich Online-Zugang zu diversen Springer-Publikationen usw., zusätzlich sind aber sicher auch die Hersteller-Angaben der Materialhersteller (Plattenwerkstoffe, Klebstoffe usw) interessant.

 

[Andreas W.]

Guten Abend miteinander;

ich habe es schon nach dem Denkanstoß von Andreas umkonstruiert. Danke für deinen Tipp, Andreas.

Leider muss ich es händisch gegenrechnen, weshalb ich ja auch nach dem Vorgehen gefragt habe. Ne ganze normale Konstruktionsberechnung muss doch auch für Holzbau möglich sein. Ich darf es leider nicht per FEM lösen.

MfG,

Maxi

Hallo Maxi,

sicher gibt es "normale" Konstruktionsberechnungen im Holzbau. Auch geklebte Verbindungen.

Was Du planst, ist aber kein Holzbau, sondern ein eher kleines Möbelstück (das ist nicht negativ gemeint) aus nicht genormten Werkstoffen und Vorgehen - MDF, Flachdübel, Weißleim, Herstellen Deiner Verbindung.
Nicht genormt bezieht hier auf die Festigkeitseigenschaften, die nicht vorhanden sind.
Da gibt es keine Angaben, auch nicht im Wendehorst.
Holzbau geht bei etwas größer los.

Du könntest 100 oder 1000 Muster bauen, mit Material aus verschiedenen Platten und Flachdübelpackungen und die im Prüfstand testen.
Schauen, wieviel die aushalten, wie groß die Streuung ist und Deine Schlüsse daraus ziehen.
Vielleicht braucht ein Hersteller von Flachdübeln oder von MDF-Platten Deine Ergebnisse.

Gruß, Andreas