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sharky
Gast
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 sharky Verfasst am: 05. März 2018 21:25 Titel: Kippmoment/Gegengewicht berechnen für einen Schreibtisch |
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Meine Frage:
Hallo Leute,
Ich entwerfe gerade als Meisterstück im Tischlerhandwerk einen Schreibtisch der in seiner Form weitestgehend von verschiedenen Booten/Yachten inspiriert wurde. Ich bin mit meinem Entwurf jetzt so weit das mir die Proportionen gefallen und die Ergonomie gegeben ist. Bevor ich jetzt weitere Kontruktionszeichnungen erstelle möchte ich gerne wissen wieviel Kraft auf die ungünstigste Stelle wirken muss dass er droht umzukippen, und ob das durch eine Stahlplatte im Sockel einzudämmen wäre.
Meine Ideen:
Zunächst mal hier eine vorläufige Ansicht im Maßstab meines bisherigen Konzepts:
https://abload.de/img/forumupload8pqld.jpg
Leider habe ich absolut keine Ahnung wie ich das hier rechnerisch lösen kann, also habe ich ein paar Vorarbeiten geleistet. Ich habe mal von allen äußeren Bauteilen die Flächen berechnet, diese dann in Kubikmeter umgerechnet und dann mit dem Tabellenwert der Rohdichte von Eichenholz (0,67) multipliziert um das Gewicht der Teile zu berechnen. Das ist nicht 100% akkurat da die Teile noch profiliert werden, Stahlstangen eingebohrt um das Holz zu stabilisieren etc. und vorallem das Innenleben komplett unberücksichtigt bleibt aber es geht mir lediglich darum hier einen Weg zu finden bei dem ich ermitteln kann ob es machbar ist den Schreibtisch mit einem Gegengewicht zu stabilisieren oder ich besser mein Konzept nochmal abändern sollte. Die Höhe ist stets absolut angegeben und beziffert nicht den Schwerpunkt des Bauteils
Die Daten dafür sind wie folgt
Tischplatte:
Gewicht:32,16 Kg
Höhe:695-735mm vom Boden entfernt
Vorderer Tischfuß:
Gewicht:2,68kg
Höhe: 0-735mm
Zarge (segelförmiges Teil unter der Tischplatte)
Zarge verläuft axial zur Tischplatte
Gewicht: 6,51kg
Höhe :395-695mm
Vordere Korpus Seite (Trapezförmig):
Gewicht: 5,36kg
Höhe: 0-695mm
Hintere Korpus Seite (Trapezförmig):
Gewicht: 4,32kg
Höhe: 0-695mm
Rückwände rechnen wir insgesamt 3 mal, da jeweils der Korpus von und hinten geschlossen werden muss und ich aus statischen Gründen in der Mitte noch eine Rückwand verbaut wird damit der Korpus nicht zusammenklappt wie ein Kartenhaus.
Gewicht: 3,85kg*3=11,55
Höhe: 100-695mm
Ein Gegengewicht würde 90mm vom Boden im Sockel montiert werden.
Ich danke allen recht herzlich für ihre Hilfe im Vorraus |
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lampe16
Anmeldungsdatum: 21.03.2010
Beiträge: 319
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| lampe16 Verfasst am: 05. März 2018 22:19 Titel: |
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Hallo sharky,
ich habe erst mal Gegenfragen.
-Ist eine Kippberechnung für einen Tisch in der Möbelbranche eine übliche Standardaufgabe?
-Wüstest Du, was zu tun ist, wenn der Tisch ganz einfach wäre: z. B. quadratische Platte und vier Beine an den Ecken?
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Herzliche Grüße, Lampe16
_________________________________________
Hard work beats talent if talent doesn't work hard. |
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sharky
Gast
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| sharky Verfasst am: 05. März 2018 22:42 Titel: |
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| Zitat: | | -Ist eine Kippberechnung für einen Tisch in der Möbelbranche eine übliche Standardaufgabe? |
Nein leider nicht, wir machen in Bauphysik ein bisschen Statik, aber das ist alles sehr Oberflächlich und wenn man es einmal verstanden hat ohne Probleme mit Formelsammlung und Taschenrechner zu lösen 
Es geht einfach darum dass ich bei der Konzeptvorlage ohne ein 1:1 Muster zu bauen, dem Prüfungsausschuss gerne beweisen möchte das mein Möbel stehen bleibt wenn sich jemand dagegenlehnt/sich auf die Kante setzt
| Zitat: | | -Wüstest Du, was zu tun ist, wenn der Tisch ganz einfach wäre: z. B. quadratische Platte und vier Beine an den Ecken? |
Wenn ich mich recht erinnere gilt folgendes wenn man bei einem Quader die Standfestigkeit ausrechnen möchte:
/h)
Im Falle meines Konzepts wäre das vereinfacht gerechnet, mit dem Zentrum der Grundfläche des Korpus bis zur Außenkante der Grundfläche des Korpus für l angenommen:
(578,8N*0,218m)/0,735m=171,6N
also ~17 Kg schub auf die Tischplatte bis das Möbel umkippt, da die Form aber komplexer ist ist es im Zweifelsfall wohl erheblich weniger.
Viele Grüße  |
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lampe16
Anmeldungsdatum: 21.03.2010
Beiträge: 319
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| lampe16 Verfasst am: 05. März 2018 23:35 Titel: |
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Danke, jetzt sehe ich schon klarer.
Ein Vorgehen wäre:
* Nach Augenmaß einen kritischen Belastungsfall festlegen, z. B. Sitzen an der Kante etwa 600 mm vom Bug entfernt (senkrechte Belastung nach unten)
* Schwerpunktsort des Tisches berechnen (x,y,z, mühsam!)
* Aus der Anschauung die Kipplinie am Fussboden festlegen. Dort berührt der bereits "angekippte" Tisch noch den Boden. Wenn ich Deine Zeichnung richtig verstehe, verläuft die Linie vom Bugbein zur vorderen Kante der inneren Trapezwange.
* Belastungskraft aus Drehmomentengleichgewicht bestimmen. Ergibt sie sich größer als das Gewicht einer von Dir definierten Testperson, kippt der Tisch bei dieser Belastungsrichtung nicht.
* Eventuell weitere kritische Fälle untersuchen
Noch Fragen von mir: Ist die Unterstützung am Bug tatsächlich ein Bein?
Was ist das Trapez auf der Tischplatte mit den gerundeten Ecken?
Was bedeuten die waagerechten Linien rechts im Abstand von 230 bzw. 250 mm?
Noch ein Tipp für die Zeichnung: Echte Konturlinien dicker als Hilfslinien zeichnen. Die eine oder andere gestrichelte Linie für unsichtbare Kanten wäre auch hilfreich.
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Herzliche Grüße, Lampe16
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Hard work beats talent if talent doesn't work hard. |
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sharky
Gast
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| sharky Verfasst am: 06. März 2018 23:06 Titel: |
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Hallo Lampe16,
Vielen Dank für deine Antworten, jetzt habe ich einen vernünftigen Lösungsansatz.
Kann ich den Schwerpunkt mit dem Tabellenverfahren berechnen? Ist jetzt das für mich am verständlichsten was ich auf die Schnelle gefunden habe.
Das mit der Kipplinie ist vollkommen korrekt, habe ich eben am 1:10 Massemodell getestet.
Kritische Fälle gäbe es sonst nur bei den Schubkästen wenn alle gleichzeitig offen und beladen, aber aus der Erfahrung heraus sind meine nicht tief genug und die Auflast der Platte einfach zu schwer als dass der Tisch dadurch kippen würde.
| Zitat: | | Noch Fragen von mir: Ist die Unterstützung am Bug tatsächlich ein Bein? |
Ja genau
| Zitat: | | Was ist das Trapez auf der Tischplatte mit den gerundeten Ecken? |
Eine Schreibeinlage aus Linoleum, aber hier zu vernachlässigen.
| Zitat: | | Was bedeuten die waagerechten Linien rechts im Abstand von 230 bzw. 250 mm? |
Das ist die Gliederung der Schubkästen
| Zitat: | | Noch ein Tipp für die Zeichnung: Echte Konturlinien dicker als Hilfslinien zeichnen. Die eine oder andere gestrichelte Linie für unsichtbare Kanten wäre auch hilfreich. |
Ja das mit den Linien ist so ein Problem wenn ich von meinem CAD Plot einen Screenshot mache, jedes mal werden andere Linien dabei dicker oder dünner, keine Ahnung warum.
Verdeckte Linien gibts bei Ansichtszeichnungen in der Regel keine, die sind dann auf den viel umfangreicheren Schnittzeichnungen zu sehen, wo man wirklich jeden Spreißel einzeichnet.
Viele Grüße,
Felix |
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lampe16
Anmeldungsdatum: 21.03.2010
Beiträge: 319
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| lampe16 Verfasst am: 06. März 2018 23:27 Titel: |
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| sharky hat Folgendes geschrieben: | Hallo Lampe16,
Vielen Dank für deine Antworten, jetzt habe ich einen vernünftigen Lösungsansatz.
Kann ich den Schwerpunkt mit dem Tabellenverfahren berechnen? |
Im Prinzip ja, aber ich habe etwas Besseres, Zeitsparendes: Ganz einfache Funktionen für Flächen- und Masseschwerpunkte. Die laufen auf der Gratis-Software Scilab (https://www.scilab.org/). Für Deine Anwendung verlangt das praktisch keine Einarbeitung; Du müsstest Scilab nur auf Deinem Rechner installieren. Scilab ist auf jeder mathematischen Kompetenzstufe anwendbar und für Vieles zu gebrauchen. Wenn Du da anbeißt, schicke ich Dir die zwei nötigen (sehr kurzen) functions.
Bin jetzt müde. Morgen kann es weitergehen.
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Herzliche Grüße, Lampe16
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Hard work beats talent if talent doesn't work hard. |
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sharky
Gast
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| sharky Verfasst am: 08. März 2018 17:48 Titel: |
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Hallo Lampe16,
hab eben Scilab installiert und bei Google ein umfangreiches eBook dazu gefunden. Kannst du die Functions hier zum Copy and Paste posten oder musst du sie als Datei verschicken? Meine email ist:
felix unterstrich b unterstrich heeger @yahoo.com
Ich bin echt gespannt wie das funtioniert, ich habe bevor ich mich hier ans Forum gewandt hab schon wie wild nach einem kostenfreien Plugin für AutoCAD gesucht mit dem man die gezeichneten Objekte simulieren kann, aber sowas gibts glaub ich nur für zahlungskräftige Ingenieurbüros...
Nochmal vielen Dank für deine Hilfe,
Felix |
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