Reichem 20x20mm Alu-Profile?

[Tim]

Ich wollte mal um eine Einschätzung bitte. Nachwuchsbedingt muss ich doch wieder auf einen anderen Ausbau gehen, weil ich hinten 2 Sitze will. Das wird dann in Richtung Heckbox gehen und 2 oder 3 Elemete werden als Liegfläche nach vorne geklappt. Die Rahmenkonstruktion möchte ich dieses Mal nicht aus Holz sondern mit Alu-Profilen machen. Auf Arbeit kann ich sie passend ablängen und dann bekomme ich gescheite rechtwinkelige Verbindungen her. Mit entsprechenden Winkeln ist das dann auch ordentlich ausgesteift.
Ich frage mich nur, welche Stärke der Profile ich nehmen soll. Da jeder Zentimeter zählt möchte ich so viel wie nötig, aber so wenig wie möglich. nehmen. Da sich die Profilstärken untereinander nicht sinnvoll kombinieren lassen, muss ich von der Stelle ausgehen, die das meiste aushalten muss. Das wäre dann eine Strebe bei der Liegefläche, die ca. 130cm lang ist und nur an den enden aufliegt Die ruhende Belastung der gesamten Fläche liegt maximal 200kg, wobei sich das verteilt. Kritisch sehe ich eher die Belastung wenn sich jemand mit 80kg draufkniet oder hochschwingt. Halten das so 20mm-Profile aus? Ich habe an diese gedacht: Alu Profil 12 Stück 20x20mm 2m System-, Montage-, Konstruktionsprofil, 119,97 €

Im gleichen Shop gibt es auch 30x30mm, wobei dort dann auch Nutensteine mit M6 und nicht nur mit M5 passen. M5 wirkt teilweise etwas schwach bzgl. Scherkräfte. M8 gibt's erst bei 40x40mm, wobei das meiner Meinung nach völlig übertrieben wäre.
Was meint ihr?
Hat es schon Mal jemand mit 20x20 probiert?

 

[moe.camp]

Ich baue mein Bett auch mit 20er Profilen, allerdings nehme ich Doppelprofile, also 20 hoch, 40 Breit, weil ich die ineinander schieben will, und sonst so viele Profile und Nutengleiter brauche. Also mein Bett wird tagsüber Sofa Nachts verbreitert zum Bett. Daher hab ich auch keine 130cm Länge, sondern je 70 bzw. etwas weniger. Da reichen die 20er Profile aus. In deinem Fall hätte ich Bedenken und der Lastrechner von item rät auch ab. 80kg sind ungefähr 800N, da sagt er eine Durchbiegung von 73mm und eine dauerhafte Verformung. Auch bei 200kg verteilt ist er dagegen.

Bei den Doppelprofilen,20x40 geht die punktuelle Last von 80kg, aber bei 200kg verteilt, hat der Rechner immer noch Bedenken.

VG Maurice

Edit: die 200kg würden ja nicht auf einem Profil lasten, da hab ich irgendwie nicht so ganz nachgedacht gerade, ist schon spät. Also Doppelprofile würden gehen..

 

[manfred_k]

Also Doppelprofile würden gehen..

moe.camp hat eine super Seite verlinkt.
Danke dafür.
Einfach damit herumspielen.
Hochkant Profil 5 40x20 sollte es schon sein:
1Person mit 100kg sitzt am Rand der Liegefläche auf 1 Träger in der Mitte der 1.3m ergibt bei offenem Profil Sicherheit 1.5 Das Gewicht der Bettkonstruktion ist nicht berücksichtigt. Falls möglich 3Profile verwenden, also in der mitte noch eines.
Offenes oder geschlossenes Profil ist vom Widerstandsmoment fast wurscht solange es hochkant verwendet wird. Hätte ich so nicht erwartet, ich dachte das geschlossene Profil hat ein viel grösseres Widerstandsmoment Wy als das offene Profil.
Berechnung lt. Item 24
20x20mm reicht nicht.
lg
Manfred

 

[Tim]

Danke, der item-Rechner ist mal gut. Ich hatte einen anderen, aber der hat nur Zahlen ausgespuckt, mit dem ich nichts anfangen konnte. Die Erklärungen beim item sind sehr gut! also 20x40 hochkant oder 30x30
Für 20x40 spricht, dass es hochkant stabiler wäre und horizontal weniger Platz als 30x30 wegnimmt. vertikal nimmt es mehr Platz weg. Und letztlich ist es nicht symetrisch. Da muss ich schauen, ob das mit dem Klappmechanismus so hinhaut, wie ich mir das vorstelle.Ich bastel eh erst mit Dachlatten ein 1:1 Modell...
Für 30x30 würde sprechen, dass M6 geht.

@moe.camp verstehe ich das richtig, dass du mit den Profilen eine Art "Lattenrost", den du ineinanderschiebst?
Wenn ja, warum nimmst du da die teuren Profile und kein Holz? Ich finde die Profile aus "Käfig" super, aber sonst würde ich auf Holz gehen. Wir liegen aktuell auf 10mm Sperrholzplatten...

 

[moe.camp]

Hi Tim,

ich finde Aluprofile gut, pflegeleicht, Feuchte ist egal, gut zu verarbeiten, langlebig usw. Darum wollte ich das dieses Mal mit Aluprofilen machen. So viel teurer ist das auch nicht, ich hab 6,90 pro 700mm Doppelprofil gezahlt und brauche 43 Stück. Wären bestimmt auch weniger gegangen, ich hab im zusammengeschobenen Zustand keinen Abstand zwischen den Profilen. Aber das hätte die Konstruktion wieder verkompliziert, so sind einfach an jedem Profil Nutengleiter die im Nachbarprofil gleiten und am Ende längs ist jeweils ein Aluwinkelprofil verschraubt. So sollte die Konstruktion auch einigermaßen stabil beim Schieben sein, also nicht verkanten.

Laut dem Rechner bei item hält so ein Doppelprofil die 80kg Punktlast auch wenn es nicht hochkant verbaut wird. Ich würde da spontan auch eher nicht glauben dass das hält, aber vielleicht macht man sich da auch zuviel Gedanken? Ich bin vor dem Berlingo 5,5 Jahre mit einem Dachzelt (Sheepie Jimba Jimba) rumgefahren, die Liegefläche war 120x200 und wurde von Alu Vierkantprofilen mit ca. 15x30 gehalten (nicht hochkant), die lagen auf 2 30x30 Profilen längs. Die Längsprofile waren am Rand, und lagen dann auf den Dachträgern auf, also die Querprofile werden ca. 90cm frei "geschwebt" haben. Über der Alukonstruktion kam die Matratze, keine Bodenplatte. Meine Tochter ist mit Freunden da oben rumgesprungen und wir lagen meist zu zweit drin, kein Problem.


Nach den 5,5 Jahren, die das Dachzelt durchgehend auf dem Auto verbracht hat, gabs lediglich an den Kontaktflächen mit der Stahl Halterung vom Dachträger etwas Kontaktkorrosion, demnach müsste mein Bett im Fahrzeuginneren 100 Jahre halten.

VG Maurice

 

[Tim]

Naja, Holzlatten sind schon deutlich günstiger als 10€/m. Aber ja, Alu ist sicher unempfindlicher.

 

[moe.camp]

Ja, ich muss zugeben so wie ich das mache, macht das wenig Sinn bzw. ich nutze viele der Vorteile von Alu einfach nicht. Wenn ich weniger Querprofile nehmen würde, wäre es wesentlich leichter als Sperrholz oder Multiplex und auch günstiger. Diese beiden Vorteile habe ich dadurch, dass Profil an Profil setze verspielt. Aber so hab ich gleich etwas, was ich beim nächsten Ausbau besser machen kann.
Bzw. könnte ich es vielleicht sogar noch für den jetzigen Ausbau ändern, bis jetzt liegt das Zeug nur in der Garage und ist noch nicht verbaut. Aber dadurch dass ich relativ dünne Matratzen nehmen will (bzw. aufgrund der geringen Innenhöhe nehmen muss), will ich auch keine größeren Lücken zwischen den Querträgern lassen.

 

[bendh]

Holz ist 3-5 mal leichter als Aluminium und muss für solche Zwecke aber nicht 5-3 mal größer sein im Querschnitt. Eine Holzkonstruktion ist also deutlich leichter.

 

[moe.camp]

Holz ist 3-5 mal leichter als Aluminium und muss für solche Zwecke aber nicht 5-3 mal größer sein im Querschnitt. Eine Holzkonstruktion ist also deutlich leichter.

Welches Aluminium und welches Holz? Bei den Aluprofilen um die es hier geht wird in der Regel eine Legierung AlMgSi0.5 verwendet. Dazu kommt noch die Form des Profils. Ich bin jetzt kein Materialexperte, aber ich glaube nicht, dass es ein Holz gibt, was leichter bei gleicher Stabilität ist. Wenn ja wüsste ich gerne welches, dann ist das vielleicht ein noch besserer Plan für den nächsten Ausbau.

 

[bendh]

Nimm ein quadratisches Aluprofil und ein gleich schweres Kiefernholz und belaste beide in der Mitte bis sie brechen.
Holzflugzeuge sind immer leichter als Metallflugzeuge, Metall ist nur widerstandsfähiger gegen Umwelteinflüsse, z.B.Feuchtigkeit.

 

[moe.camp]

Hmm, ich hätte gedacht da kommt jetzt ein bisschen mehr, da du ja konkrete Zahlen genannt hattest. Aber dann rechne ich halt selbst:

Ausgangslage ist ein 20x20 Profil mit einer Länge von 1m. Laut dem oben verlinkten Rechner von Item wissen wir schon, dass das ab 561N also ca. 56kg dauerhaft verbogen wird. Wann es bricht wissen wir nicht, also sagen wir einfach ab 56kg isses kaputt.

Kiefernholz hat als Bauholz C24 eine Festigkeit von 2,4kN/cm². Nehmen wir mal für den Anfang dieselben Maße wie beim Aluprofil, dann haben wir ein Widerstandsmoment von W=b * h² / 6 = 2cm * 2cm² / 6 = 1,33cm³. Wenn wir das mit den o.g. 561N belasten, haben wir ein Biegemoment M = P * l / 4 = 0,561kN * 100cm / 4 = 14,025kNcm. D.h, die Biegespannung M / W ist 14,025kNcm / 1,33cm³ = 10,55kN/cm². Ab 2,4 ist das Holz durch, also da wo das Alu sich noch nach der Belastungsverformung wieder in seine Ursprungsform zurückbiegt, ist das Holz schon 4x gebrochen.

Das Aluprofil in der Länge wiegt 480g, der Kieferbalken nur 220g (550kg pro m³). Also leichter ist es. Wenn ich zum Vergleich ein gleich schweres nehme, wäre ich bei 30x30mm bei gleicher Länge (495g). Obige Rechnung mit diesem Kantholz ergibt eine Biegespannung von 3,116kN/cm², also auch hier wäre das Kantholz durch, aber das Ergebnis ist knapper.

Also sofern ich mich nicht verrechnet habe, hat Kiefernholz hier keinen Vorteil ggü Alu. Der Vergleich hinkt natürlich ein bisschen, da ich hier Vollholz mit einem Profil vergleiche. Aber ich habe keine vergleichbaren Holzprofile gefunden. Und wenn Vollholz in den Abmessungen bricht, wird ein Profilholz erst recht brechen, es wäre nur leichter. Außerdem vergleiche ich eine Legierung mit einem Reinmaterial. Evtl gibt es auch bei Holz Legierungen, die es verstärken?

Beim Flugzeug, speziell beim Modellbau könnte ein Holzflugzeug tatsächlich leichter sein, weils hier weniger auf Materialfestigkeit sondern hauptsächlich auf die Größe der Flügel ankommt.

Also ich würde weiterhin behaupten, dass beim Ausbau eines Campers Alu (bzw. Alulegierungen) leichter als ein Ausbau mit Holz sind. Vorausgesetzt man nimmt nur soviel Material wie nötig, also macht es nicht so wie ich. Aber wie gesagt, ich bin kein Materialexperte. Keine Ahnung obs da im Leichtbaubereich bei Holz auch schon irgendwelche tollen Sachen gibt, die leichter aber genauso fest sind.

Kann auch sein, dass ich mich komplett verrechnet habe, dann wäre ich für eine Korrektur dankbar.

 

[bendh]

Wenn du deinen Rechnungen glaubst ist das doch OK. Ich habe nicht nachgerechnet.
Ich baue täglich Modellflugzeuge und habe da so meine Erfahrungen.
Genauso gehe ich vor wenn ich etwas z.B. auf Festigkeit teste.
Ich probiere es aus. Einen Eimer mit Sand füllen bis es bricht. Wenn es hält ist es gut. Mein Fahrzeug ist auch so konstruiert und bis jetzt hat nichts nachgegeben.
Also mach es einfach so wie du es für richtig hältst.

 

[Tim]

ihr wisst schon, dass ihr Äpfel mit Birnen vergleicht?

Als Stützkonstruktion sind die Alu-Profile besser, weil es bei gleichen Abmessungen stabiler sind. Ich persönlich finde auch die Verbindungen steifer, was aber auch an meinem bescheidenen Werkzeugen liegen kann. Um bei Holz auf die gleiche Stabilität zu kommen, muss man es dicker wählen. Dort, wo es darauf aber nicht ankommt, kann Holz seine Vorteile ausspielen. Schaut euch doch nur mal die dünnen Federholzleisten bei einem Lattenrost an. Wo gibt es so dünne Alu-Profile? Da überdimensioniert man zwangsläufig bei Alu. Und ja, Holz ist auch nicht Holz.

Meine alte Stützkonstrktion waren Leisten aus Multiplexplatten. 18mm Stark und 35mm hoch. Alu 20x20 ist nicht so stabil bzgl. Belastung. Also müsste man auf 30x30 oder 20x40 gehen. In beiden Fällen also stärkere Abmessungen, obwohl an sich stabiler...

 

[odfi]

Hmm, ich hätte gedacht da kommt jetzt ein bisschen mehr, da du ja konkrete Zahlen genannt hattest. Aber dann rechne ich halt selbst:

Na bloß gut, dass Du das schon gemacht hast... hat mir gerade voll in den Fingern gejuckt.