Haltbarkeit von Schrauben aus Holz

[Oliver109]

Hallo Kollegen,

bin Schreiner und gerade mit dem Bau eines Zirkuswagens beschäftigt. Dafür möchte ich gerne so wenig Leim und Metall wie möglich verwenden.
Die Verbindungen mache ich so weit wie möglich klassisch, allerdings gibt es ein paar Stellen, wo dies nicht möglich ist. Dort würde ich gerne Schrauben aus Holz statt Metall verwenden.
Hat jemand eine Ahnung welche Dimension eine Schraube aus Buche haben muß, um eine 8er und 10er Metallschraube zu ersetzen?

Viele Grüße

Oliver

 

[Sägenbremser]

Guten Abend Oliver

erst einmal willkommen im Forum.

Deine erste Frage hier ist schon sehr speziell.
Schon durch die mögliche Gewindeausformung
wird das nur schwer rechnerisch vergleichbar
sein. Ist aber bestimmt möglich.

Nun sind wir ja Tischler und vergleichen auch
gerne Werkstoffe. Als Vorschlag würde ich mir
ein paar Holzschrauben( Holzbaukasten) nehmen,
die sind meistens aus Hainbuche gewindegeformt
und damit einen direkten Schraubversuch mit der
M8 Stahlschraube machen. Einfacher Drehmoment-
schlüssel sollte für diesem Versuch bestimmt reichen.

Auch unsere Vorfahren haben ja ihre Ackerwagen ohne
jede Schraube gebaut. Es gibt viele sehr hoch belastbare
Verbindungen die ohne Metallteile auskommen können.
Evtl. mußt du die ganze Konstruktion in diesem Sinne
umstellen.

Gruss Harald

 

[SteffenH]

Kleiner als Halbzoll gibt es eh nicht zu kaufen als Holzgewindeschneider.

 

[Oliver109]

Danke für die Kommentare, ich erkläre um was es geht.
Die untere Pfette vom Oberlichtdach ist mit der mittleren Pfette via Gradleiste verbunden. Es sind deswegen zwei Teile, weil die seitlichen Dachbögen in die untere Pfette eingegratet sind. Dann kommen die Pföstchen zwischen den Festeröffnungen. Zum Abschluß werden die oberen Dachbögen in die obere Pfette eingeblattet. Nun ist die Frage wie ich die obere Pfette, bzw. die Dachbögen mit der unteren Pfette verbinde?
Ich mache mir mehr Sorgen über die Haltbarkeit der Schrauben auf Zug, bzw. Scherbelastung als über die Gewinde bei einer Gewindelänger von 3 cm.
Die Pfetten sind 60 mm stark, mehr als 20 mm für die Schrauben aus Holz möchte ich daher eigentlich nicht nehmen. Ggfs. könnte ich die Anzahl der Schrauben erhöhen, zB. eine pro Pföstchen, wären dann 12 Schrauben pro Seite und viel Gewindescheidarbeit
Zum besseren Verständnis zwei Zeichnungen im Anhang.

 

[Sägenbremser]

Jau, da hast du dir aber was vorgenommen.

Habe schon etwas Zeit gebraucht um die Beschreibung
auch richtig in der Skizze einordnen zu können.

Aber zurück zu der Schraube. Das Gewinde ist hier nicht
die Problemzone, der Schraubenkopf wird so auf sehr viel
Scherkraft bei wenig Holzmasse belastet. Schon beim Ein-
drehen der Schraube wird der größte Teil der Holzmasse
gequetscht, gestaucht werden.

Mal als Gegenvorschlag - ein langer Holzstab mit einem
konisch angedrechseltem Kopfkeil und der wird in dem
Pfosten mit einem konischen Holznagel verkeil.

Das Loch für den Holznagel kannst du so hoch ansetzen,
das genügend Vorholz stehen bleibt. Das Teil wird nur auf
Zug beansprucht und da hat Holz ja einige Reserven.

Wirklich interessantes Projekt. Kannst du uns noch ein wenig
vom Ansatz zu dieser Bauausführung berichten?

Gruss Harald

 

[Oliver109]

Hey Harald,

freue mich sehr über deine Vorschläge. Ja, man muß sich da erst reindenken. Da ich den ganzen Tag am Wagen gearbeitet habe, war ich zu groggie um die Beschreibung, bzw. Zeichnungen besser auszuführen.
Oh ja, großes Projekt und viel viel Arbeit aber auch Spaß. Schreibe gerne mehr dazu, wird aber eher Sonntag werden, da der Wagen Fr und Sa ruft.

Schöne Grüße

Oliver

 

[falco]

Was spricht gegen eine kleine Versuchsanordnung? Du wirst doch eh ein paar mehr Schrauben und Gewinde herstellen wollen, da könnte man den ein oder anderen Versuch starten. Berechnen wird sich das mit Haushaltmitteln nicht lassen, mir wäre zumindest keine Din für Holzschrauben bekannt wo man Werte herbekommen könnte.

 

[tract]

das wirst Du wohl testen müssen

Schau mal in dieses PDF
http://www.hochschule-biberach.de/documents/46960/b11233e6-f113-45e2-81d9-4b95629a1a56
auf Seite 53
Dort gibt es eine Angabe (Tabelle), das z.B. eine 10er Holzschraube bei einer Gewinde-Einschraubtiefe von 70mm mit 2,1kN (also ~ 210kg) belastet werden darf (darin werden natürlich Sicherheiten mit drin sein)

Rein rechnerisch würde ein 4,5mm-Buchenholzstab das auf Zug sowas theoretisch auch halten (135N/mm² Zugfestigkeit).
Nur so einfach ist das natürlich nicht. Einerseits kommt es darauf an wie das bei den Sicherheitsfaktor bei Verbindungszeilen aus Holz aussieht, andererseits durchtrennt man ja beim Schneiden eines Gewindes die Holzfasern (auch bei Stahl rollt man bei festeren Schrauben aus diese Grund die Gewinde und schneidet sie nicht). Zul. Scherkraft liegt da wohl bei Buche/Eiche bei 1N/mm² (mußt mal selber nach Werten suchen)
Wenn Du den Querschnitt der Gewindeflanken kennst, sollte sich dann errechnen lassen, wie groß und tief ein Holzgewinde sein müßte, um auf o.a. 2kN zu kommen.

Oder Du fertigst einfach was zum Testen und probierst

 

[Yggdrasil]

Warum überhaupt Schrauben?
Soll die Verbindung denn lösbar bleiben?
Wenn nicht: Du hast doch eine recht große Auflagefläche. Also ordentlich Leim und Schraubzwingen - fertig! Und sollte Dir das zu heikel sein kannst Du ja noch Dübel setzen.
Wenn Du auch noch auf den Leim verzichten willst (und genug Zeit hast) kannst Du ja seitlich ringsherum lose Schwalben einarbeiten und diese mit (Holz-)Nägeln sichern.
Falls Du das Oberteil noch nicht fertig hast wäre noch eine Idee, die Zapfen von den kleinen Ständern Oben und Unten komplett durchgehend zu machen und dann von Außen zu verkeilen.

Gruß,

Sebastian

 

[Oliver109]

Vielen Dank für Eure Anregungen.

Das mit dem konisch Angedrehten Kopfteil gefällt mir ganz gut, eine Drehbank ist vorhanden, mal schauen.

Was die Tabelle der Haltbarkeit von Schrauben betrifft, genau nach solch einer habe ich gesucht.

Die Verbindung mit Schwalben fand ich eine gute Idee. Ich hatte diese Verbindung schon zwischen unterer und mittlerer Pfette angedacht, stattdessen aber eine Gradverbindung längst der Holzrichtung, über die gesamte Länge vorgezogen. Was mich noch davor abhalten würde, ist die viele Arbeit die es macht.

Eventuell nehme ich doch Schlossschrauben mit einem 8er oder 10er Querschnitt und fixiere die Pföstchen zusätztlich mit Holzdübeln.

Apopro Leim. Der Wagen soll 30 bis 40 Jahre halten und das Potential haben viele Tausend Kilometer mit 80 km/h über die Autobahn gezogen werden. Bei diesen Belastungen traue ich das auf Dauer auch dem besten Leim nicht zu.

Sägebremser bat mich mein Projekt vorzustellen, Ihr findet es unter https://www.woodworker.de/forum/verwirklichung-traums-bau-zirkuswagens-t95379.html#post467802

.... und auch noch meine persönliche Meinung/Einstellung zu Leim.

Viele Grüße

Oliver

 

[Oliver109]

Konus

Hallo nochmal,

mir ist noch eine Idee gekommen. Man könnte auch unten einen seperaten Konus einsetzen. Den Konus mit einem Schlitz versehen, auf die Schraube schieben und die Schraube von oben einsetzen. Wenn man dann die Mutter unten festzieht, spreitz sich dieser in das auch konisch geborte Loch und klemmt gleichzeitig die Schraube fest (siehe auch Zeichnung).

 

[Friederich]

Ich hatte diese Verbindung schon zwischen unterer und mittlerer Pfette angedacht, stattdessen aber eine Gradverbindung längst der Holzrichtung, über die gesamte Länge vorgezogen.

Hallo Oliver, davon würd ich abraten. Wirklich strammsitzende Gratverbindungen sind eine schwierige Sache. Eigentlich müssten Feder und Gratnut ganz leicht konisch zulaufen. In exakt dem gleichen Maß. Auf so eine große Länge praktisch nicht hinzukriegen. Entweder am Anfang oder am Ende wäre sie garantiert locker.

 

[Oliver109]

Hallo Friedrich,

doch doch, die Verbindung habe ich schon gemacht. War zwar ein gebastel und es ging um 10tel, aber es ist echt gut geworden, kein Spiel, kein wackeln. Hier nochmal das Photo: