Versteifung Tischplatte / Stahlprofile

[CaptainCrunch]

Hallo liebe Community,

ein befreundeter Malermeister hat mich gefragt, ob ich für ihn eine Tischplatte konstruieren kann, Maße 2100x1000xca.60mm.

Die Platte hat folgende Anforderungen:

- Auflage nur in den Ecken auf 4 Stahlbeinen (schon vorhanden)
- Optisch ca. 60mm stark, soll mit 2 Personen gut trasportierbar sein
- Material muss Rampamuffen aufnehmen können zur Befestigung der Beine und einfache Montage/Demontage
- Kanten sollten möglichst glatt sein (anschließende Beschichtung mit Epoxidähnlichem Material)
- Material muss ca. 10mm einfräsbar sein zur Tischbeinaufnahme.

Oberseite und Kanten werden anschließend von ihm beschichtet, Unterseite wäre ihm am liebsten das Egger PerfectMatt Dekor in schwarz.

Aufgrund der Anforderungen dachte ich an 19mm MDF mit dem PM Dekor auf der Unterseite als Tischplatte, am Rand aufgedoppelt mit 100mm breiten MDF Streifen.
Um die Biegesteifigkeit zu gewährleisten wollte ich T-Profile aus Stahl (2000x35x35x4,5) in den Rahmen einfräsen und einkleben.

Kann jemand aus Erfahrung und Bauchgefühl sagen, ob damit ein Durchhängen der Platte verhindert werden könnte ?
Ist die lichte Breite von 800mm zwischen den Rahmen klein genug, dass sich auch jemand mit 80kg auf die 19mm Deckplatte stellen kann ?

Für Anregungen bin ich dankbar, nur die Vorgaben kann ich leider nicht ändern

Gruß und schönen Sonntag Abend
Sebastian

 

[Sägenbremser]

Die einfachste, bewährte Bauausführung wäre
schon die Platte/Aufkantung in Falttechnik mit
einer schwarzen Egger Spanplatte auszuführen
und danach einen stabilen Trägerrahmen aus
40mm MPX einzuleimen. Wenn das ganze im
Nachhinein noch lackiert wir, könnt die offene
Spannplattenkante auf der Unterseite auch mit
Spachtelmasse gefüllert werden.

Bauchgefühl habe ich dazu nicht, aber auch
etwas grössere Tische haben das ausgehalten.
Schon ein 100/40mm MPX Streifen biegt sich
bei 80 Kg nur wenig durch. Verklebt mit einer
grossen Spannplatte rührt sich da nichts mehr.

Gruss Harald

 

[AhornBay]

Schönen guten Morgen,

anbei ein paar Punkte, die mir aufgefallen sind:
- MDF für eine Tischplatte wäre - mir - zu schlagempfindlich. Einmal etwas hartes/spitzes draufgefallen und schon hast du eine Macke drin; im Zusammenspiel mit Feuchtigkeit ergibt das dann nichts Gutes. Wenn da noch Rampamuffen rein sollen, an denen die Tischbeine befestigt werden, wäre mir das zu heikel. Zudem ist MDF recht schwer (Kollision mit "2 Personen gut transportierbar"?) Würde ich mich für etwas belastbares entscheiden (z. B. Multiplex).
- Wie sollen die horizontalen Kräfte aufgefangen werden? Von einer Zarge hast Du nichts geschrieben.
- warum die Rahmenkonstruktion in der Tischplatte?
- Ist das mit dem Freund abgeklärt, ob es von der Oberflächenbehandlung hinhaut, die Fugen von der Rahmenkonstruktion "wegzubekommen" - oder ist das ein gewünschter Effekt?

Im übrigen habe ich auch schon ein T Profil in eine Tischplatte eingebracht (dort allerdings zur Verstärkung der Gratleisten) - das hat sehr gut funktioniert.

Viel Erfolg.

Herzliche Grüße

Tom

 

[Besserwisser]

Ich halte die Konstruktion für ziemlich untauglich.
Die Profile liegen mehr oder minder in der neutralen Zone und sind damit relativ wirkungslos. Beine mit Rampamuffen in MDF befestigen? So schnell kannste das gar nicht reparieren, wie die ausreissen, wenn da seitliche Kräfte auftreten, zB wenn jemand (versehendlich) gegen das Bein tritt. Speziell diesen Punkt halte ich als komplettes Ausschlusskriterium deiner Idee.
Ich würde das Ding ganz schlicht als geschlossene Kiste fertigen, oben ne 16er-Platte, unten ne 16er Platte und dazwischen Leisten als abstandhalter. Stahlplatten mit eingeschnittenen Gewinden in den Zwischenraum, die könnnen dann auch die Kräfte der Beine vernünftig aufnehmen und flächig verteilen.
Wie dick die Ober-und Unterplatten tatsächlich werden dürfen hängt von eurer Definition des maximalen Gewichts ab, ich hätte auch mit 2 19er kein Problem, das lässt sich zu zweit immer noch problemlos transportieren.

 

[tract]

Ich halte die Konstruktion für ziemlich untauglich.
Die Profile liegen mehr oder minder in der neutralen Zone und sind damit relativ wirkungslos.

dafür das Du kürzlich im Forum recht 'ausgiebig' (und nicht mit besonders feiner Wortwahl) die fehlende Fachkompetenz bemängelt hast, würde ich diese Aussage nochmal überdenken

Beine mit Rampamuffen in MDF befestigen? So schnell kannste das gar nicht reparieren, wie die ausreissen, wenn da seitliche Kräfte auftreten, zB wenn jemand (versehendlich) gegen das Bein tritt. Speziell diesen Punkt halte ich als komplettes Ausschlusskriterium deiner Idee.

die Haltbarkeit würde ich auch in Frage stellen.
Falls man jemanden an der Hand hat, der Metall verarbeiten kann, dann könnte man einen Rohrrahmen fertigen und an dessen Ecken Platten mit Gewinden.
Dieser Rahmen ließe sich dann in Holz 'verpacken'.
Das wäre vermutlich die beste Chance einen Aufbau in Holzoptik hinzubekommen, welcher grazil, haltbar und nicht zu schwer ist.

 

[Besserwisser]

OK, also der wirklich wirkungsvolle Teil liegt im neutralen Bereich. Das mehr oder minder und relativ stehen da nicht aus Spass.
Aber abgesehen davon ist ein T_profil in 35mm und 2 m Länge jetzt an sich schon nicht eine Ausgeburt an Steifigkeit, eben vor allem nicht in der Einbaulage.

Ein Sandwich aus dünnen Deckplatten mit Zwischenstegen in 60mm ist extrem stabil. Ikea macht das sogar mit 5mm HDF. Da kannste drauf tanzen.

 

[tract]

OK, also der wirklich wirkungsvolle Teil liegt im neutralen Bereich. .

warum wiederholst Du schon wieder 'neutraler Bereich'?
Was soll da wo 'neutral' sein?
Beim Biegen gibt es die sog. 'neutrale Faser', wo nichts gestaucht oder gestreckt wird, bzw. keine Zug- und Druckspannungen auftreten.
Das aber ist hier vollkommen irrelevant.
Ein Profil besitzt ein bestimmtes Widerstandsmoment gegen Durchbiegen, das (und dieses ist jetzt wichtig) mit Bezug auf das Material,den Widerstand gegen die Verformung ergibt.
Ich habe mal entsprechende Daten in die kleine Shareware Statik eingegeben (für MDF fand ich den E-Modul 2200 - man findet verschiedene Angaben, aber so um diesen Wert bewegt sich das, ist halt ziemlich labil - Stahl zum Vergleich 210000).
Bei dem hier 'aufgedoppelten' Rechteckprofil (100x38mm) würde das bei 2m Spannweite (aufliegend) und mittig aufgebrachter Last von 40kg eine Durchbiegung von 66mm ergeben. Wäre es Nadelholz, dann 15mm - und das erwähnte Stahlprofil läge bei 10mm. Alles ohne Berücksichtigung des Eigengewichts.
Weil Stahl eben einen anderen, viel größeren E-Modul besitzt, muß man die Elemente für sich betrachten. Wo innerhalb des Holzprofiles dann das Stahlteil liegt, spielt kaum eine Rolle (ich schreibe 'kaum' statt 'nicht', weil die Materialien ja verklebt werden sollen)

 

[CaptainCrunch]

Vielen Dank bisher schon mal für den Input.

@Tom:
Die Schlagempfindlichkeit von MDF ist hier nicht so wichtig, da wie gesagt die Oberseite der Platte anschließend mit einer Epoxidähnlichen Beschichtung versehen wird. Kurz: die Oberfläche wird steinhart.
Auch "Fugen" entstanden durch die Rahmenkonstruktion können damit überdeckt werden, ist dann komplett verspachtelt.
MDF als Material für die Deckplatte ist auch deswegen gewählt, weil das das einzig verfügbare Trägermaterial ist für das Perfect Matt Dekor.
Rahmenkonstruktion aus dem einfachen Grund, die Platte optisch dick zu halten, aber nicht 60mm massiv zu erhalten oder eine Sandwichkonstruktion. Die Rahmenoptik ist auch gewünscht.

Rampamuffen hielt ich deswegen für möglich, da ich im Rahmenbereich 40mm lange Hülsen einbringen kann und ich mir das ausreichend vorstellen könnte. Es besteht auch die Möglichkeit, im Bereich der Beinbefestigung Multiplex einzuleimen.
Den kompletten Rahmen aus Multiplex zu gestalten hatte ich erstmal aus Kostengründen beiseite gelegt, aber wenns nicht anders geht ist das eben so.

@Besserwisser:
Der neutrale Bereich ist dann anwendbar, wenn Biegekräfte durch zweidimensionale Elemente aufgefangen werden sollen, z.B. Glasfasermatten. Das dreidimensionale T-Profil würde aber in jeder Ebene des Rahmens funktionieren.

Horizontale Kräfte sollen dementsprechend aufgenommen werden, dass die Tischbeine über 250mm lange Stahlplatten am Tisch verschraubt sind. Nicht so gut wie ne Zarge, aber immer noch besser als ne punktuelle Befestigung.

 

[uli2003]

Einige renommierte Tischhersteller wie beispielsweise Arper befestigen ihre Füße mit Rampamuffen in MDF. Mir sind da keine Probleme bekannt bei denen, die ich aufgestellt habe.
Dein T-Profil wird sich ohne Vorspannung etwa 5 mm im Ruhezustand durchbiegen.
Ich musste letztens einen Tisch aus 19 mm MDF fertigen, mit recht filigran abgefräster Kante - sollte aussehen wie eine dünne Betonplatte (IMI).
Bin dabei auf zurück liegende 35mm Quadratrohre (3 mm) längs ausgewichen - hab etwa 5 mm vorgespannt, was absolut ausreichte. Der Tisch ist belastbar und plan.
Ein Tisch ist nicht immer eine Werkbank

Grüße
Uli

 

[AhornBay]

Schönen guten Morgen in die Runde,

sorry, für das ein wenig off Topic - ich habe eine Nach-/Verständnisfrage:
Ich nehme mit, dass ein T-Profil über die Länge eine gewisse Durchbiegung hat. Dabei spielt die Länge vom Profil und natürlich das Eigengewicht eine Rolle. Eine gewisse Vorspannung beim Einbau hilft.
Habe ich das dann richtig verstanden, dass Ihr dann im Ergebnis sagt, dass das in Bezug auf die Durchbiegung der Tischplatte "wenig" bringt?

Ich frage mich das deshalb, weil ein schweizer (?) Anbieter Gratleisten aus Alu anbietet. Wenn die mehr aushalten sollen, dann bietet er sie auch mit einem senkrecht eingebrachten Flachstahl an. Das ganze wirkt - auf mich - recht filigran. Die mir bekannten Rückmeldungen zu dem Ding sind (den Preis Aussen vor gelassen) aber sehr positiv. Es muss demnach funktionieren. Anwendungsbereich ist Massivholz, wo bei dieser Anwendung durchaus hohe Kräfte auftreten und eine Durchbiegung von 5 mm fatal wäre - dann wäre das Ganze witzlos.

Danke für Eure Einschätzung.

Herzliche Grüße

Tom

PS: dessen Gratleisten, die eine 5 cm starke Ahorn Platte halten - dort ist ein T Profil eingebracht. Aber vielleicht macht die Länge einen Unterschied. Die sind nur rd. 90 cm lang.

 

[uli2003]

Wenn die mehr aushalten sollen, dann bietet er sie auch mit einem senkrecht eingebrachten Flachstahl an.

Wer weiß schon, was eine Gratleiste auszuhalten hat? Bei sauberer Holzauswahl und Verleimung fast gar nichts.

Letztens habe ich eine preisgünstige Alternative gesehen, die ich mal probieren wollte: Ein Winkeleisen, seitlich mit Langlöchern, von unten in die Platte eingelassen, und zwar mit der Winkelkante nach oben - ähnlich wie ein Dach.
Dann durch die Schenkel von innen schräg in die Platte geschraubt. Sah gar nicht mal so schlecht aus, und machte einen soliden Eindruck.

Grüße
Uli

 

[AhornBay]

Hallo Uli,

genau das habe ich letzte Woche auch bei einem (Massivholz) Tisch (Eiche) gesehen. Ich wollte eigentlich noch ein Bild machen, kam mir dann aber doch leidlich blöde vor, beim Frühstück unter den Tisch zu krauchen und ein Foto zu machen...

Im Tisch war eine V-Nut eingefräst. Dort dann ein passendes Profil rein und verschraubt. So simpel wie genial - und günstig.

Herzliche Grüße

Tom

 

[tract]

sorry, für das ein wenig off Topic - ich habe eine Nach-/Verständnisfrage:
Ich nehme mit, dass ein T-Profil über die Länge eine gewisse Durchbiegung hat. Dabei spielt die Länge vom Profil und natürlich das Eigengewicht eine Rolle. Eine gewisse Vorspannung beim Einbau hilft.
Habe ich das dann richtig verstanden, dass Ihr dann im Ergebnis sagt, dass das in Bezug auf die Durchbiegung der Tischplatte "wenig" bringt?
.

nein, hier werden auch vollkommen falsche Annahmen gepostet, denn

Dein T-Profil wird sich ohne Vorspannung etwa 5 mm im Ruhezustand durchbiegen.

ist natürlich viel zu viel

Habe nochmal in besagtem kleinen Programm eine Streckenlast von 23N/m und eine Länge von 2m, lose aufliegend, eingegeben. 23N entspricht der Eigenlast des hier erwähnten Profils (2,33kg/m)
Ergebnis: 0,7 mm
Und das erscheint mir vom Gefühl her auch realistisch.
Um auf 5mm zu kommen, müßte man schon mittig ~17kg auflegen.

 

[uli2003]

Willst du ein Foto von der Durchbiegung? Vielleicht war das Profil ja defekt..

 

[Michael Thon]

Hallo Sebastian,
Du schreibst u.a., der Tisch soll leicht transportierbar / ... soll mit Epoxid beschichtet werden.
Warum nicht gleich "in den Leichtbau einsteigen"?
PVC-Hartschäume gibt es in mm-stufigen Dicken und unterschiedlichsten Dichten, sie sind fräs-, schleif- und sägbar.
Und so genannte "Inserts" wie Rampamuffen o.ä. lassen sich mit höher belastbaren eingeklebten Multiplexstücken einbauen!
Ich würde hier ein Plattenmaterial von ca. 100kg/m³ empfehlen, welches Du oder der Malermeister mit Epoxid und -wegen der strukturellen oder nötiger Druckbelastbarkeit- mit Glas- oder Carbonfasern beschichtet.
Die Technik erfordert etwas Geduld, ist aber sehr simpel. Auf diese Weise bauen unsere Kunden teilweise Ihre Yachten, andere bspw. die "Thekenlandschaft" beim "Heute-Journal":

Wenn Du dort weiter "stromerst" kommst Du weiteren Möglichkeiten, die entsprechende Materialien bieten.
Nimm gerne Kontakt auf!
Gruß
Michael

 

[tract]

Willst du ein Foto von der Durchbiegung? Vielleicht war das Profil ja defekt..

dürfte schwierig mit einem Foto werden. Der Aufwand vom Messen ist auch nicht gering (seitlich liegend prüfen ob gerade, dann auf einer entsprechend großen Meßplatte beidseitig auflegen und Durchhang prüfen)
Bei den gewalzen Profilen können die Maße auch schon mal, je nach Fertigungsgenauigkeit, abweichen, was natürlich Auswirkungen hat.
Außerdem muß das Maß 2m genau stimmen, denn je länger, desto mehr macht sich das Eigengewicht bemerkbar. Bei 1m rechnerisch 0,05mm bei 2m sind es rechnerisch 0,7mm, bei 2,5m 1,8mm, ... bei 5m 30mm und bei 6m 60mm

 

[uli2003]

Soweit die graue Theorie. Da ich aber häufiger Tische fertige, nutze ich keine Statik sondern das Auge. Rechnen kann ich auch, daran liegt es nicht.
Ja, waren exakt 2,20 m Tischlänge mit 10 cm Einsprung. Der überkragende Teil dürfte sich eher positiv auswirken.
Im Ganzen betrachtet sieht das aber anders aus, schon die 20 mm Platte wiegt etwa 60 kg.

Grüße
Uli

 

[tract]

nutze ich keine Statik sondern das Auge.

seien wir froh, daß Du keine Brücken baust

 

[Sägenbremser]

So wie Uli schon schreibt reden wir hier über
einen eher profanen Tisch. Was bitte brauche
ich eine Aussage über Spaltmassproblematik?

Fast jeder Tisch wird sich im Laufe der Zeit in
der Längsausrichtung messbar etwas senken.
Ist in der Form einfach etwas der Physik und
dem natürlichem Verhalten unseres Materials
geschuldet. Wirklich stören wird das wohl kaum
jemanden.

Ein vorgespanntes Stahlprofil hat mir dabei bei
bedeutend grösseren Spannweiten aber immer
geholfen. Dabei reden wir aber nicht über kleine
Tische in 2mtr. Spannweite. So in der Grössen-
ordnung von 5-7mtr. ist das fast unumgänglich.

Gruss Harald

 

[tract]

So wie Uli schon schreibt reden wir hier über
einen eher profanen Tisch. Was bitte brauche
ich eine Aussage über Spaltmassproblematik?

es ging ja um das Bauteil an sich, daß es für einen einfachen Tisch schlußendlich egal ist, da wohl niemand ein präzises Lineal anlegen wird, ist klar.
Ursprünglich ging es ja zudem um MDF, welches nochmals weniger biegefest als 'echtes' Holz ist (halt nur ziemlich kleine, zusammengeleimte Späne - OSB wäre da schon etwas besser)
Ein weiterer Punkt ist, daß Holz sich bei ständiger Belastung auf Dauer eher bleibend verformt - so lange man bei Metallen im elastischen Bereich bleibt, passiert das dort deutlich weniger.

 

[uli2003]

Der Vergleich Brücke/Tisch hinkt wohl etwas.
Gut, auch auf Tischen soll es schon mal größere dynamische Lasten geben - hab ich mal gehört.

Davon abgesehen bin ich durchaus in der Lage, wie sicher viele meiner Kollegen auch - Materialien bezüglich ihrer Statik einschätzen zu können.
Vor langer Zeit war das Gang und Gäbe, vieles davon steht immer noch.

Davon ab kann ich auch mit dem Rechner umgehen. Bei einem Tisch muss ich das aber wohl nicht.

Grüße
Uli

 

[tract]

Der Vergleich Brücke/Tisch hinkt wohl etwas.
Gut, auch auf Tischen soll es schon mal größere dynamische Lasten geben - hab ich mal gehört.
[..]
Davon ab kann ich auch mit dem Rechner umgehen. Bei einem Tisch muss ich das aber wohl nicht.

es geht ja nicht darum das man es muß, sondern wie man dimensioniert (zudem spielen dynamische Lasten auch bei Brücken, je nach Ausführung und für was sie sein soll, eine untergeordnete Rolle).
Das von Dir angegebene Maß halte ich für viel zu hoch. Leider habe ich hier nicht die Möglichkeiten und ein solches Profil. Eine Berechnung von 15x10, 1,3m lang ergab 1,6mm - dieses Profil in blank, in dieser Länge habe ich mal auf das Bett meiner Drehmaschine gelegt (das sollte ja ziemlich gerade sein) und mittig einen 2mm Bohrer untergelegt. An den Enden angetippt konnte man die Stange 'kippen', somit war der Bohrer etwas zu hoch, und die Berechnung kommt grob hin.
Wenn nun die für diesen Fall genutzte Formel (siehe z.B. unter 'Eigenbiegung' in diesem PDF oder entsprechend beliebige Fachbücher) die selbe ist, lediglich die Werte anders und Du kommst auf ein ~7 fach größeres (0,7mm vs. 5mm), abweichendes Ergebnis, dann würde ich mal meinen, auf Deiner Seite stimmt irgendwas nicht ... oder aber viele, viele Leute haben viele jahrzehntelang, weltweit, die falsche Formel verwendet.
Hmm, - letzteres halte ich jetzt aber mal doch für so ein wenig unwahrscheinlich.

.

 

[uli2003]

OK, dann anders herum - ich dachte auch, laut einschlägigen Tabellen, dass der Tisch gerade bliebe. Blieb er aber nicht, sondern hing 5 mm durch. Natürlich nicht nur das Gestell, sondern mit besagter Platte.
Und weißt du was? Allen Formeln zum Trotz habe ich 5 mm vorgespannt und siehe da - gerade.

Nächstes Mal nehme ich dich mit zum Kunden, und du versuchst ihm das anhand Formeln schönzureden, damit er dann auch seine Rechnung bezahlt

Grüße
Uli

 

[Sägenbremser]

Jetzt einmal ganz unabhängig davon das
der Sebastian seinen Tisch bestimmt schon
in irgend einer Form bei seinem Malermeister
zum Beschichten stehen haben dürfte, egal
welche Bauform er letztendlich gewählt haben
mag, denke ich doch das es äusserst müssig
ist sich über profane Stahlwinkel und deren
normgerechte Berechnungsgrösse zu streiten.

Selbst eine massive 60mm MDF Platte mit einer
beidseitigen Furnierung würde bei dieser geringen
Spannweite auch auf Dauer keine Probleme haben.

Natürlich ist MDF kein wirklich langfristig verformungs-
freier Werkstoff, dazu ist der Materialaufbau und auch
das hohe Flächengewicht einfach nicht optimal. Nur es
stehen 100tausende daraus aufgebaute Tische herum.

Wenn ich mal wieder einen wirklich grossen Tisch mit
einer nach Kundenwunsch am liebsten "unsichtbaren"
Plattenkante habe, können wir das nette Thema noch
einmal ausgiebig/belastbar ausdiskutieren. Dann würde
das auch auch Sinn machen und damit hilfreich sein.

Gruss Harald

 

[tract]

ahh - ich denke wir schreiben irgendwie aneinander vorbei

- das Profil wird, alleine auf zwei Böcken liegend, um ein geringes Maß durchhängen.
Dieses Maß läßt sich errechnen - muß sich bei Stahl errechnen lassen, sonst könnte man ja jede Berechnung von Bauwerken, wie auch im Maschinenbau, vergessen (in Stahl sind auch selten Äste, daher kann man bei diesem Werkstoff gut mit Werten rechnen)

- wenn man etwas darauf flächig ablegt, dann muß man dieses zus. Gewicht natürlich hinzurechnen: z.B. den Asphaltbelag bei einer Brücke oder eben die Holzplatte bei einem Tisch.
Die Holzplatte wird sich stärker unter ihrer Eigenlast biegen als das Stahlprofil (mal grob überschlagen - bei einer 2m MDF-Platte, 19mm stark, 0,8m breit, werden es wohl ~ 27mm sein - man findet verschiedene E-Modul-Werte für MDF, hängt wohl auch mit der Qualität zusammen) , drückt somit auf das Profil und dieses biegt sich dann natürlich weiter als alleine durch. Dennoch stützt es das Holz, nur eben nicht so gut.
Wenn Du jetzt das Profil 'vorspannst' (ich weiß nicht wie Du da vorgehst) oder es von vornherein mit einer Profilbiegemaschine krümmst, dann wirkt diese Biegung dem Gewicht der Holzplatte entgegen und sie ist gerade.