Gewicht auf Regal, Hebelwirkung, Schraubenposition

[Tokoloshe]

Guten Tag zusammen,

Ich habe ja schon kleinere Skateboardhalterungen gebaut, jetzt habe ich eine größere für 5 Boards entworfen.
Eine davon ist als Prototyp fertig und ich habe mich gefragt, ob ich die Position der Schrauben sinnvoll geplant habe.

Die Halterung sieht so aus und wird horizontal an der Wand festgeschraubt, die Boards von vorne eingeschoben.

Bild von oben:


Bild von der Unterseite:


Die Schrauben wurden nun unten zwischen die Halter gesetzt werden, drei bis fünf (?) Stück.

Jetzt habe ich mich gefragt, ob das sinnvoll ist von der Kraftverteilung. Wäre es nicht sinnvoller, die Schrauben über das Brett zu setzen? So dass die Schraube das Gewicht besser "abfangen" kann (siehe hochprofesionelle Zeichnung unten )? Dafür müsste ich das Brett an der Wand ca. 15mm nach oben verlängern, damit die Schrauben auch sinnvoll eingedreht werden können.



Bin kein Physiker und habe daher keine Ahnung, wie man das berechnet. Die meisten Regalbretter werden ja auch von unten mit Winkeln gehalten, denke ich also zu viel über etwas nach, was nicht relevant ist?

Vielen Dank für euer Ideen und Hilfe!
Philipp

 

[mc2]

Schraube oben ist wesentlich stabiler. Oben links und rechts je eine, unten in der Mitte eine sollte ausreichen, bei gutem Mauerwerk auch nur oben.

 

[joh.t.]

Schraube oben ist besser.
Hebelgesetz und Erdanziehung.

 

[Tokoloshe]

Vielen Dank für eure Einschätzung. Habe ich mir auch so gedacht, aber war mir nicht sicher.

Wenn man sowas berechnen wollte, wie würde man das tun? Hat da jemand einen Link? Ich habe versucht, das zu ergooglen, aber habe wahrscheinlich nicht die korrekten Suchbegriffe. -_-

 

[sowas]

Die meisten Regalbretter werden ja auch von unten mit Winkeln gehalten, d

Da sind die Schenkel länger, das kann sich dann abstützen.

Das Problem sind ja nicht die Schrauben sondern die Dübel in der Wand.
Versuch mach kluch, auf eine Holzplatte spaxen. Bei Belastung bevor die Schraube ausreisst zerlegt es die Ablage.

Was anderes, meiner Meinung ist der Plate zu Wand zu schmal, die Abstände so wählen das mit dem Akkuschrauber arbeiten kann, ich weiss es gibt Schraubendreher, wissen das auch deine Kunden.

 

[Daniboy]

Nur ganz oben ist allerdings zu wenig meiner Ansicht nach.

Es kann ja leicht sein, dass man das Skateboard beim rausheben verkantet und steckenbleibt oder oder unabsichtlich hängenbleibt, dann darf es nicht sein, dass die Regalkonsole nach oben kippt und aufgrund des gringen Hebels dann die Schrauben rauszieht.

Ich wäre auch für 2 oben und 1 unten.

Rechnen kann man das ja überschlagsmäßig mit dem Hebelgesetz, dazu hilft eine bemaßte Zeichnung.

Können sich die Skateboards nicht einfach wie bei Regenschirmhalterungen unten am Boden abstützen?

Nebenbei gefragt, sind die Löcher als Halterung für Spezialwerkzeug oder so?

 

[SchweißerSchnitzer]

Vielen Dank für eure Einschätzung. Habe ich mir auch so gedacht, aber war mir nicht sicher.

Wenn man sowas berechnen wollte, wie würde man das tun? Hat da jemand einen Link? Ich habe versucht, das zu ergooglen, aber habe wahrscheinlich nicht die korrekten Suchbegriffe. -_-

Such ma nach "Hebelgesetz einseitiger Hebel". Dann sollte es klar werden.

Unten wo das Regal an der Wand anliegt, ist der Drehpunkt.

 

[Tokoloshe]

Was anderes, meiner Meinung ist der Plate zu Wand zu schmal, die Abstände so wählen das mit dem Akkuschrauber arbeiten kann

Danke, habe die Platte nach oben noch 15mm verlängert, damit man dort gut an den Seiten zwei Schrauben setzen kann.

Nur ganz oben ist allerdings zu wenig meiner Ansicht nach.

Habe jetzt oben zwei (links und rechts) und unten in der Mitte eine, wo ich die Löcher vorbohre.

Nebenbei gefragt, sind die Löcher als Halterung für Spezialwerkzeug oder so?

Das Loch links ist für den Helm, den kann man da dranhängen, das Loch rechts ist für das Tool, da sind so alle möglichen Werkzeuge dran, sieht aus wie ein T. Das mit dem Helm kann man hier sehen.

Such ma nach "Hebelgesetz einseitiger Hebel". Dann sollte es klar werden.

Mache ich, danke.

 

[mc2]

Handwerkerformel für 5 Skatebordbretter

Spoiler

Pi x Auge + Erfahrung = viel zu stabil

 

[Tokoloshe]

Handwerkerformel für 5 Skatebordbretter

Spoiler

Pi x Auge + Erfahrung = viel zu stabil

Wenn man nicht mit einem Panzer drüberfahren kann, taugt es nichts. Zumindest hat mein Opa die Sachen immer so gebaut...

 

[magmog]

……..alles rechnen nutzt nichts wenn die Wand nicht halten will!

Aber befestigen oben und mit langem Hebel nach unten abstützen ist auf alle Fälle von Vorteil.

 

[Daniboy]

..alles rechnen nutzt nichts wenn die Wand nicht halten will!...

Das stimmt schon, allerdings kann ja mal rechnerisch grob abschätzen, ob es überhaupt funktionieren kann, selbst wenn man einen hohen Sicherheitsfaktor (wegen hohen Unsicherheit ob die Wand hält) einsetzt.

....Wenn man sowas berechnen wollte, wie würde man das tun?...

Zum Beispiel die Belastung ausrechnen die auf eine Schraube bzw einen Dübel wirkt:

D = G x (B/H) x (s/a)

D...Dübel-Auszugsbelastung (=gesuchter Wert)
G...Gewichtsbelastung durch die Skateboards (=20 kg)
s...Sicherheitsfaktor (hier wähle ich eine 2-fache Sicherheit, da ja die Festigkeit der Wand recht unterschiedlich sein kann)
a...Anzahl der Befestigungsschrauben (=2)
B/H...Hebelverhältnis (im oberen Bild ca 2/1 im unteren Bild ca 1/1)



Das ergibt nun für das obere Bild:
D = G x (B/H) x (s/a) = 20kg x (2/1) x (2/2) = 40kg

Und für das unter Bild:
D = G x (B/H) x (s/a) = 20kg x (1/1) x (2/2) = 20kg

Diesen theoretischen Belastungswert für den Dübel in der Wand kann man nun vergleichen mit dem was laut Herstellerangabe so ein Dübel aushält (zB hält ein klassischer "Fischer Spreizdübel S" mit Durchmesser 6mm in Ziegel ca 28kg bzw 0,28kN).

Somit funktioniert die Konstruktion im unteren Bild sicher, die im oberen Bild nicht.
Anstrebenswert wäre es, meiner Ansicht nach daher, dass der Hebel "H" größer ist als der Hebel "B",
(dann hätte man noch immer mehr als 2-fache Sicherheit in Ziegel).

 

[pedder]

Dübel in die Wand müssen vor allem lang genug sein. wenn der Putz 20mm stark ist, hält ein 35mm Dübel nicht viel.
Mein Rezept: Fischer DuoPower 6*50 mmund Schrauben dazu 4,5*70mm

 

[Tokoloshe]

Somit funktioniert die Konstruktion im unteren Bild sicher, die im oberen Bild nicht.

Vielen Dank für die ausführliche Antwort und Berechnung. Das speichere ich mir auf jeden Fall für zukünftige Projekte.
Ich mache dann das Brett noch etwas länger, vielen Dank!

 

[sowas]

Mal ne andere Frage zur grundsätzlichen Konstruktion. Jetzt wird da Skateboard reingehängt und liegt dann mir Rollen oder Achse auf dem oberen Brett das wird doch recht schnell sehr unansehnlich sein.

90° drehen damit auf dem Board aufgelegt wird, bedeutet natürlich mehr Material.

Oder gibt es solche schon?

 

[Tokoloshe]

Sowas gibt es schon, aber auch da wird so gelegt, dass man die Unterseite des Boards sehen kann. Man will ja zeigen, was es geleistet hat. Das Griptape angucken ist langweilig.

 

[sowas]

ich meinte nicht das Skateboard sondern die Ablage

 

[Tokoloshe]

Ach so. Nee, das geht, die liegen da auf, wo die Achse mit dem Board verschraubt wird. Die Abnutzung ist da gering, der Halter meines Sohnes sieht noch aus wie an Tag 1.

Senkrechte Halterungen gibt es aber auch schon. Das horizontale Format habe ich auf Anregung des lokalen Skateshops aufgenommen.

 

[Dale_B_Cooper]

Wenn dich interessiert, wie das o.g. von @Daniboy zustande kommt:

Für jedes System, welches sich etwas salopp formuliert "nicht bewegen" soll, gilt:
- Summe der Kräfte = 0
- Summe der Drehmoment = 0

Sonst würde es sich entsprechend Newton bewegen. Entweder irgendwo hin (oder wie hier herunter fallen) oder halt drehen.

Aus der Summe der Drehmomente kommt halt die Kraft für die Schraube. Drehmoment ist immer Kraft x "Hebelarm" - also senkrecht dazu.
Summe der Drehmmomente also:

20kg * 9,81N/kg * B + H * D == 0

Wenn D eine Kraft ist.
Was dann zu der o.g. Gleichung führt.

Parallel dazu gilt natürlich noch, dass die Summe der Kräfte auch Null sein muss. Also muss die Wand / die Schraube so nach oben drücken, dass das Regal nicht stumpf herunterfällt. Im Falle einer angezogenen Schraube muss also zusätzlich zur Kraft aus dem "nicht-Wegdrehen" so viel Kraft aufgewendet werden, dass die Haftreibung ausreicht, um das nach-unten-Rutschen des Regals zu verhindern. Der Faktor fehlt oben noch. Bei einer locker reingelegten Schraube würde die Schraube sonst mit 20kg*9.81N/kg nach unten biegen. Das will man bei Schrauben ja nicht so sehr. Nur der Vollständigkeit halber erwähnt.

Bin kein Physiker

Aber ich. Also falls jemanden das "Warum?" gerade interessiert.. Ansonsten schönes Wochenende.

 

[McIlroy]

Alle Berechnungen mal außen vor, würde ich aus der (Heimwerker)Erfahrung sagen, dass drei Befestigungspunkte mit Dübeln geeigneter Art und Länge in diesem Fall so oder so reichen, egal ob oben, mittig oder verteilt. Nur unten würde ich die natürlich auch nicht setzen.

Allerdings nehme ich schon immer für alles, was nur halbwegs was tragen soll 8er Dübel. 6er nur für Kleinkram wie leichte Lampen, Bilder, Spiegel usw.

Wenn Du die Dinger verkaufst bzw. in anderer Form an Leute verteilst, hast Du natürlich kaum Einfluss darauf, ob die Befestigung dann auch "fachgerecht" erfolgt. Da gibt es ja, selbst wenn du gute Universaldübel und Schrauben beilegst, eine riesige Spannweite an Wandbeschaffenheit und Methode. Der eine knallt mit dem Akku-Schlagschrauber an, bis die Schraube fast abreißt, der andere nur handfest mit dem Schraubendreher.

 

[Tokoloshe]

So sieht der Ding jetzt aus. Haben oben um 15mm und unten um 35mm verlängert. Die Schraubenlöcher sind nicht so schön vorgebohrt, habe erst verleimt und dann daran gedacht, dass ich die ja noch bohren muss... Das nächste Mal gleich mit der CNC. Schrift kommt noch rot, dann schleife ich den Klarlack wieder runter (der noch feucht ist). Mal sehen, ob das klappt...





Vielen Dank für eure Hilfe und die tollen Erklärungen!