Möbel Schwerpunkt

michl.d

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Hallo,

ich beschäftige mich zur Zeit mit der Planung meines Meisterstücks. Ich habe momentan noch große Probleme mit dem Schwerpunkt meines Möbels. Das Möbel hat eine Grundfläche von ca. 40x40cm und ist 2m hoch. Die Tür geht über Eck auf (L-Form). Wenn ich die Türe öffne wird das Möbel höchstwarhscheinlich kippen, deswegen möchte ich in den Sockel eine Stahlplatte einbauen.
Weis jemand vielleicht wie ich den Schwerpunkt des Möbels bei geöffneter Türe berechnen kann, bzw. das Gewicht der Stahlplatte damit das Möbel sicher steht?

Wäre für alle Antworten dankbar

mfg
 

civil engineer

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Hallo michl.d,

die Berechnung kannst Du mit einer Momentengleichung ausführen. Stell Dir die Kante, um die das Möbel kippt, als den Auflagerpunkt eines Waagebalkens vor. Du mußt jetzt alle Drehmomente (Gewichtskraft x Hebelarm), die zur Türseite zeigen, denjenigen zur Korpusseite gegenüberstellen. Dazu brauchst Du die Gewichtskraft (Masse x 9.81) aller Bauteile und als Hebelarm den Abstand Kippkante - Massenschwerpunkt des Bauteils.

Wenn die links- und rechtsdrehenden Momente gleich sind, bist Du im indifferenten Zustand, d. h. der Schrank "weiß" nicht, soll er kippen oder nicht. Du mußt dann Deine Zusatzmasse (Stahlplatte) so dimensionieren und platzieren, daß das Drehmoment des Korpus mit der erforderlichen Sicherheit größer als das Drehmoment der Türen ist.

Die Rechnung ist einfach, im Endeffekt nur eine stupide Fleißaufgabe, wenn Du per Hand rechnest. Ohne Grund- und Aufriß und Angaben über die Masse der Bauteile kann man aber nichts konkretes aussagen.

Wenn Du selbst recherchieren willst, such mal nach Stichworten wie "Drehmomentengleichung" oder wälz Literatur, z. B. Wagner/Erlhof, Praktische Baustatik 1, hier die Kapitel über "Zusammensetzung und Zerlegung von Kräften und Momenten" und "Gleichgewicht".

Gruß
Jochen
 

weber83

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Hi,

bei uns auf der Technikerschule haben wir das auch über die Drehmomente berechnet.
Wie Jochen schon geschrieben hat musst du von der Kippkante des Möbels ausgehen. Nun berechnest du die Gewichtsverteilung bei geöffneten Türen, Schubkästen usw. (Eigenlast+Nutzlast)
Zur Sicherheit haben wir dann noch 2-fache Sicherheit mit eingerechnet.
Dann ist man auf der sicheren Seite. (Ml=2Mr)

Das beste wär wenn du eine kleine Skizze mit Maßen und Materialbezeichnungen hochlädst... dann kann man das besser erklären.

Gruß Chris
 

michl.d

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super

Danke für Eure schnelle Antwort das hilft mir um einiges weiter.
Ich habe gerade im Fachbuch nachgeschaut da steht das mit dem berechnen auch nochmal drin. Falls es dennoch Probleme gibt weis ich ja wo ich Hilfe finde.

mfg
 

michl.d

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so es gibt doch noch ein paar Probleme.
Hier ist mal eine grobe 3D Ansicht des Möbels und die Vorderansicht.
Wie ich die Gewichtskraft ausrechne ist mir klar (Volumen x Rohdichte x 9,81)
was mir noch Probleme bereitet ist der Hebelarm. Muss ich dazu zuerst den jeweiligen Schwerpunkt der Seiten ausrechnen oder gibt es da ne andere Möglichkeit wie man dessen Länge definiert?
 

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raftinthomas

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ich mache ja viel rechnerisch, aber so etwas probiere ich immer aus. es geht ja nicht alleine um die standsicherheit, sondern auch um ein gutes gefühl beim benutzen. was nutzt es (bzw wie wirkt es, vor allem vor dem prüfungsausschuss), wenn das möbel den subjektiven eindruck eines unsicheren standes macht...
ich habe selbst als gesellenstück eine stehle gebaut, 25x25cm grundfläche, 2,20 hoch.
das habe ich 1:1 aus spanplatte gebaut, mit türanschlägen und schubkästen (die jedoch einfachst geführt) und dann probiert, wie viel gewicht ich benötige, bis das beim bedienen ein gutes gefühl gab.
mit dem gewicht konnte ich dann den steinsockel berechnen.
 

weber83

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Also deine Hebelarme setzen sich aus den Mittelpunkten deiner Einzelteile zusammen.
D.h. für die Rückwand:emoji_frowning2:ich behaupte jetzt einfach dein Schrank ist 500 tief und du hast eine 10mm Rückwand) 500-5=495mm das ist dein erster Hebel.
Der Zweite sind dann Deine Seiten: 500/2= 250
Das Ganze machst du nun noch für andere Bauteile wie Fachboden, Einlegeboden, Türen usw.
Naja nicht soooo einfach zu erklären. Wenn du es nicht so ganz verstanden hast sag ruhig Bescheid ich mach dann mal ne kleine skizze :rolleyes:

Gruß Chris
 

schorsch

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Hallo,
ausprobieren, rechnen, oder rechnen lassen. Ich glaube die meisten CAD-Programme sind in der Lage den Schwerpunkt eines 3-D-Volumenkörpers auszugeben. Liegt der Schwerpunkt ausserhalb der Kippkante fällt das gute Stück um. Man darf hierbei nicht nur die statischen Momente berücksichten sind, sondern muß auch noch die Dynamischen, wie z.B. einen beladenen Schubkasten der schnell ausgezogen und dann bremst.
Gruß Georg
 

michl.d

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Gut dann hab ichs jetzt glaub soweit verstanden. Beim Rechteck nehm ich einfach den Mittelpunkt als Hebelarm und beim Dreieck oder einem Formteil müsste man dann zuerst den Schwerpunkt ermitteln und diesen dann als Länge des Hebelarms nehmen.

In wie weit sind denn die dynamischen momente zu berücksichtigen? kann man die auch ausrechnen oder wird das zu kompliziert.
 

weber83

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Bei einem Dreieck liegt der Schwerpunkt auf der Lienie des aufrichten Winkels und 1/3 der höhe.......>klugscheißermodus aus< :emoji_stuck_out_tongue:

aber ist in deinem Fall egal weil die Kräfte Vektoren sind. (die sind auf der Wirkungslinie verschiebbar)
 

carsten

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Hallo

also rechnen kann man da viel. Ich schließe mich da Thomas an. Ausprobieren durch Versuch und Irrtum ist mir sicherer. Und die Erfahrung gibt einem Recht das auf diese Weise ermittelte Werte deutlich sicherer sind als die errechneten.
Die Baumeister vergangener Jahrhunderte haben wenig gerechnet sondern sich auf Erfahrung und ihr Gefühl verlassen und Gebäude errichtet die Jahrhunderte bis Jahrtausende überstanden haben. Ob das einem ebenso großen Anteil neuerer Bauwerke gelingt...
 

michl.d

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Ich will auf jeden Fall noch ein 1:1 Muster bauen, aber den Prüfungsausschuss hätt ich gern mit Zahlen überzeugt falls es knapp hergeht.
 

civil engineer

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@Carsten
Natürlich kann man viel rechnen. Du schreibst von Erfahrung und Gefühl. Ich bezweifle sehr stark, daß Du oder jemand anders hier aus dem Gefühl oder der Erfahrung heraus ohne jegliche Rechnung die Zusatzmasse und deren Platzierung bestimmen kann, damit das Möbel eine Kippsicherheit mit einem vorbestimmten Sicherheitsfaktor hat, sagen wir mal mit einer Abweichung von +/- 10% vom tatsächlichen Wert, wie der auch immer zu ermitteln sein mag. Ich kann auch aus dem Gefühl heraus sagen, daß mit einer 1000kg Stahlplatte im Sockel der Schrank vermutlich nicht mehr kippt, aber das kann ja wohl nicht die optimale Lösung sein.

Gruß
Jochen
 

weber83

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Sehe ich genauso wie Jochen!!!!
Außerdem wäre mir ein 1:1 Modell doch etwas teuer!
Da setze ich mich lieber mal ne viertel Stunde hin und rechne das nach.
Mit 2-facher Sicherheit eingerechnet, kann man schon davon ausgehen das der Schrank nicht kippt.
@Carsten: Dein Vergleich mit den Bauwerken hingt ja völlig!
Schau Dir mal alte Fachwerkhäuser an (wohne selbst in einem); die Balken biegen sich durch; es knarrt überall und einen schweren Kleiderschrank kann man noch lange nicht überall hin stellen.

Gruß Chris
 

raftinthomas

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jungs,

ihr habts scheint's nicht kapiert.
es geht nicht um einen standsicherheitsnachweis.
es geht darum, beim benutzen ein gutes gefühl zu haben. das kann man nicht berechnen.
und bitte was ist an nem 1:1 modell aus ner abdeckplatte teuer ? die kauf ich mit nem knappen euro ein, wenn ich sie nicht sowieso beim abladen vom händler behalte?!
 

weber83

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Ja klasse Argument vor den Prüfern: "Ich habe ein gutes Gefühl":emoji_grin:

Weis jemand vielleicht wie ich den Schwerpunkt des Möbels bei geöffneter Türe berechnen kann, bzw. das Gewicht der Stahlplatte damit das Möbel sicher steht?
Also geht es um die Berechnung und nicht nach einem Gefühl.
 

raftinthomas

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quatsch.
es geht darum, dass der benutzer des möbels ein gutes gefühl hat. und zwar beim benutzen. wenn die säule beim türöffnen leicht wackelt, hat er das nicht. da nutz auch der tollste standsicherheitsnachweis nichts. auch wenn der sagt "alles ok", sagt dir deine kundin (speziell bei sowas sind es kundinnen) "ich hab da aber immer angst". die kommen nie mehr zu dir, weil sie unzufrieden sind.
wenn dir "ich hab das ausprobiert" sich zu doof anhört, sag halt "ich habe das empirisch ermittelt".
wie willst du denn in der standsicherheit so dinge wie die türverzögerung in der endphase des öfnne- bzw schliessvorgangs, gerade bei so ner art koffertüre, ansetzen? machst du erst mal versuche, um die beschleunigungen zu ermitteln? ich hab da jedenfalls keine tabellen zu.
ES GEHT NICHT UM DIE STATISCHE STANDSICHERHEIT !!!
und denkt dran: im prüfungsausschuss sitzen, allen unkenrufen zum trotz, meist männer der tat.
 

edelres

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Standsicherheit

Hallo Michl,


zu den Berechnungen kann ich nichts sagen, in deinem Fall wuerde ich als Beschwerung Blei nehmen, ist ca 40% schwerer als Eisen bei gleichem Volumen, speziell Bleischrot laesst sich leicht handhaben.

Wie waere es fachlich gesehen, an der Schrankrueckwand oben einen Halter anzubringen, mit welchem der Schrank an der Wand befestigt wird. Damit wird der/das Kippmoment ausgeschaltet. Damit sind alle Eventualitaeten fuer die Zukunft ausgeschaltet. Du kannst ja fuer die Wandbefestigungsmethode die weiter unten genannten Beispiele anfuehren. Fuer die Pruefung, falls der Schrank frei steht, zum Zweck der Stabilitaet, kannst du den notwendigen Ballast voruebergehend im Schrank lagern.

Bezueglich Standsicherheit, einige Beispiele aus der Praxis:

California ist Erdbebengebiet, bei dem Erdbeben 1989 fielen Schraenke und andere Moebel um, soweit nicht an der Wand verankert.

In den dreissiger Jahren wurden drei- und mehrtuerige Kleiderschraenke mit Spiegeltueren gebaut, werden alle Tueren voll geoeffnet, fiel der Schrank um.
Im Fachblatt fuer Holzarbeiter aus der Zeit wurde empfohlen solche Schraenke an der Wand zu verankern.

Um die Zeit von ca 1870 wurden sehr hohe Kleiderschraenke gebaut (Wiener Barock/Victorian) im Leerzustand total unstabil. Beim Aufstellen eines Schrankes aus dieser Zeit, passierte es mir dass die Tuere selbstaendig aufschwang, der Schrank umfiel und ich einen Spiegel ersetzen musste.

Ich wurde mit der Reparatur eines modernen Kleiderschrankes, beauftragt, der bei einem Kletterversuch eines dreijaehrigen Buebchens, an der Ture, umfiel. Dank sei Gott, hat sich beim Umfallen die Tuere im Korpus verkeilt und das Kind wurde unter dem sich bildenden Hohlraum nicht verletzt.

Fuer eine Pruefung mag eine Berechnung nach Masseschwerpunkt angebracht sein, kann nach meiner Ansicht nichts ueber die wirklichen Praxisbedingungen aussagen.

Hier fiel im vergangenen Jahr eine sechsspurige Autobahnbruecke in Minnesota, ploetzlich ein, wobei leider Menschen ums Leben kamen. Nach den Berechnungen der Konstrukteuere, waren die Elemente 4 bis 8 fach ueberdimensioniert, eine technische Inspektion 11 Monate zuvor fand nichts(*). In Regensburg steht die "Steinerne Bruecke seit 1146 bis heute.

Als Gedankenanstoss zu Theorie und Praxis.

mfg

Ottmar

PS: Eine Ueberwachungskamera filmte den Brueckeneinsturz. Jetzt werden hier ca 80.000 Bruecken aehnlicher Konstruktion ueberprueft.
 
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