Gebogener Sägerücken versus gefräste Sägerücken

[MarkusB]

Aus statischer Sicht haben die interessante Gebäude, aber kein Film ist frei von Unwahrscheinlichkeiten...
:-)

Noch einen zauberhaften Abend

Markus

[Friedrich Kollenrott]

[In Antwort auf #142628]
Markus, Du musst mich falsch verstanden haben. Ich spreche von einem Vollprofil, das dann ausgebohrt wurde und dabei nicht steifer werden konnte. Mach es doch mal umgekehrt, denk Dir ein vorhandenes Hohlprofil jetzt ausgefüllt. Wird es dadurch etwas biegeweicher? Natürlich nicht, es wird sogar etwas steifer denn die Füllung trägt ein wenig mit.

Da braucht man gar keine Formel.

Grüße, Friedrich

[MarkusB]

Moin Friedrich,

es klingt paradox, ich weiß, aber es ist tatsächlich so.
Der Hohlkörper wird weicher, wenn du ihn auffüllst.

Wir sehen uns ja bald, da bring ich mal meinen Wendehorst (bautechnische Zahlentafel) mit.
Der kann es besser erklären als ich.

Noch einen schönen Sonntag

Markus

[Wolfgang_L]

Hallo Markus,

bei gleicher Aussenkontur ist immer das Vollprofil in Absolutwerten steifer.

Sieht man auch daran, dass das Flächenträgheitsmoment ein Integral über die Fläche ist, also eine Summation über das Produkt aus Teilfläche mal Abstand zum Quadrat.

Die Flächenteile, die beim Hohlprofil fehlen, tragen eben auch nichts zum Flächenträgheitsmoment bei, wobei natürlich die weiter äußen liegenden Flächenteile vergleichsweise mehr zur Steifigkeit beitragen, als die weiter innen liegenden, da ja der Abstand zum Quadrat eingeht. Aber die Flächenteile ganz außen sind ja sowohl bei Voll- als auch Hohlprofil gleich vorhanden.

Du kannst das ganz einfach an einem simplen Beispiel nachrechnen: Rohr, Drm=20mm, Wandstärke 2mm hat im Vergleich zu einem vollen Rundstab mit Drm=20mm ca. 40% weniger Steifigkeit.

PS: Das was du im Wendehorst meinst, ist wahrscheinlich die spezifische Steifigkeit oder das spezifische Flächenträgheitsmoment, die sind zusätzlich auf die Querschnittsfläche bezogen, da schneidet natürlich das Hohlprofil besser ab (Leichtbau bzw. Materialersparnis).

[Pedder]

[In Antwort auf #142624]
Hallo Friedrich,

ich hatte mal eine Säge in den Händen, bei der der Rücken ähnlich wie ein Rohr gefertigt war.
Hat auch nicht schöner gesägt. Das Gewicht fehlte.

Für mich nehme ich mit:

- ein stramm gepresster gebogener Rücken hat keine Vorteile ggü dem gefrästen.

- Ein leicht hohl gebogener Rücken hat wahrscheinlich leichte Vorteile.

- Beim Hohlgebohrten spart man Gewicht (ob das wirklich wünschenswert ist??)
ob er gegenüber dem massiven Steifigkeitsvorteile hat, ist jedenfalls nicht eindeutig

So nun bin ich klüger. Nutzt aber nüx, ich hätte den Prozess eh nicht verändert.

Für jemanden der neu anfangen will und für den die Beschaffung der Rücken das entscheidende Problem ist:
Jürgen, der die Rücken für uns macht, macht die auch gern für andere, ich darf seine Mailadresse rausgeben.

Wenn nun jemand alles selbst machen will: ob Biegen leichter ist als Fräsen, hängt sicher von der Ausstattung
und den Fähigkeiten ab. Ich habe mal versucht, selber zu biegen. Das Ergebnis war grausam.

Liebe Grüße
Pedder

[MarkusB]

Hallo Wolfgang,

ich habe gerade meinen Wendehorst raus gekrammt und was soll ich sagen, du und Friedrich ihr habt offensichtlich Recht.

@Friedrich
Bitte entschuldige meine ungeprüfte Wiedergabe von Halbwissen. Ist mir echt peinlich.

Zum Thema:
Wenn man sich die Formeln für die Berechnung des Flächenmomentes 1. Grades beim Kreis (Pi*d^4/64) und beim Rohr (Pi/64*(D^4 - d^4) anschaut, dann ist klar, dass bei mir irgendwo ein Denkfehler war.
Wie ich die Parameter auch wähle, das Trägheitsmoment des Vollquerschnitts wird immer größer bleiben als das des Rohrs.
Ich habe mal versucht, herauszufinden, wo der liegen könnte. Es war ein langer und schwieriger Weg und nicht alle Unklarheiten sind beseitigt.
Leider habe ich vor einigen Jahren meinen Ordner "Technischen Mechanik" aus dem Grundstudium weggeschmissen, da hätte ich es nachlesen können. Aber nach über 20 Jahren dachte ich:"Den brauchst du nie wieder". Falsch gedacht...
Ich habe aber dann mal einfach angefangen, zu rechnen.

Hier mal ein Beispiel, dass zeigt, wieso ich der Auffassung war, dass durch Wegnahme von Material ein Querschnitt tatsächlich steifer werden kann.
Während des Studiums haben wir das Flächenmoment per Hand ausrechnen müssen. Daher meine Aussage "die Fläche des Querschnittes mit dem Quadrat des Schwerpunktabstandes multipliziert".
Das Ergebnis von A*z^2 ist beim Querschnitt B tatsächlich größer als beim Querschnitt A, der ja größer ist.
Was mir entfallen war, ist, dass es sich hierbei nur um den Steinerschen Anteil handelt. Ich habe das Trägheitsmoment der Fläche selber nicht berücksichtigt.

Hier mein Beispiel:


@Wolfgang
Dein Hinweis auf das spezifische Trägheitsmoment habe ich nicht verstanden. Mir kommt der Begriff nicht unbekannt vor, aber es macht nicht klick.

Es muss aber trotz der vielen Mathematik, die das Gegenteil behauptet, die Frage erlaubt sein, weshalb ein Rohr gleichen Durchmessers sich schwieriger durchbiegen lässt als ein Vollprofil, so jedenfalls die landläufige Meinung.
Armin hat das auch schon ausprobiert:
http://www.youtube.com/watch?v=J4MPUT9PsiM
Er biegt im ersten Versuch das Vollprofil auch leichter krumm als das Rohr.
(Sein zweiter Versuch mit dem noch größeren Rohr verwundert auch 6-jährige nicht wirklich)

Noch was:
In eine anderen Forum habe ich eine lustige Auseinandersetzung zwischen Theoretikern und Praktikern gelesen, die sich da ein bisschen in die Köppe kriegten.
Immerhin habe ich dort den Link zur Maus gefunden und den Tipp gelesen, doch mal in den Baumarkt zu gehen und dort mal selber einen Biegetest zu veranstalten.
Ob der Baumarktbesitzer dann aber alle fünfe gerade lässt, glaub ich nicht. :-)

Um Antworten und Erfahrungsberichte würde ich mich freuen.

Viele Grüße

Markus

[Wolfgang_L]

Hallo Markus,

mit den von dir genannten Gedankengängen wird es nachvollziehbar, wie du zu deinem Schluss gekommen bist.

Bezüglich spezifischem Widerstandsmoment (auch oft Flächensteifigkeit genannt): Das ist schlichtweg das Widerstandsmoment einer Fläche dividiert durch deren Querschnittsfläche. Praktisch gesprochen ist das ein Maß dafür, wie "steif" eine bestimmte Form im Verhältnis zur "verbrauchten" Fläche ist, oder wie gut eine bestimmte Form das Material ausnutzt. Im Leichtbau ist das ja ein Grundprinzip: mit möglichst wenig Materialeinsatz möglichst viel Steifigkeit/Festigkeit zu erzielen.

Bezüglich dem Biegeversuch: das habe ich beim Biegen von div. Stahlrohren und Rundstählen nie beobachtet. Was aber bei Rohren wirklich "schwerer" ist: sie neigen dazu bei zu starker Biegung plötzlich einzuknicken oder "Falten" zu werfen, von daher erfordert es mehr Aufmerksamkeit beim Arbeiten.

[MarkusB]

Hallo Wolfgang,

danke für deine Erläuterung.
Beim spezifischen Widerstandsmoment macht es aber immer noch nicht klick.
Hört sich jetzt aber auch nicht so an, als ob es bei irgendwelchen Spannungsnachweise eine gebräuchliche Kenngröße sei.
Aber ich will mich jetzt lieber nicht schon wieder zu weit aus dem Fenster lehnen...man ist ja lernfähig :-)

Zum Biegeversuch:
Wenn ich das Mausvideo mit dem ersten Versuch von Herrn Maiwald nicht gesehen hätte, dann würde ich es (jetzt nach dem Nachweis) auch nicht glauben.
Aber er scheint das gleich große Rohr ja tatsächlich schwerer durchgebiegt zu kriegen als das Vollprofil.

Deine Beobachtungen zum plötzlichen Einknicken kann ich bestätigen.
Würde ich aber erst mal auf den durch die grenzwertige Belastung dann schon gestaucht Querschnitt mit einhergehender Belastungsänderung schieben.

Viele Grüße

Markus

[rene.]

Hallo ihr Rohrverformer,

vor einer ganzen Weile habe ich einen kleinen Anhänger für das Laufrad meiner Tochter gebastelt.
Aus Gewichts- und Befestigungsgründen habe ich eine im Schrott aufgelesene Alustange als Deichsel angebracht.
Vorher musste sie gebogen werden.
Wie ihr schreibt: Auch ich habe sofort daran gedacht, dass sich das Rohr eher knicken denn formvollendet biegen lassen würde.
Mein Vater war gerade zur Hand und hat mir den Tipp gegeben, das Rohr mit Sand zu füllen - auf der Hausbaustelle habe er das gesehen, bei den Heizungsbauern, glaube ich. Aber mehr als Halbwissen und mangelnde Praxiskenntnisse hatten wir nicht. Geschweige denn, Sand zur Hand - also habe ich Blumenerde genommen.
Aber offen gestanden: Das Rohr ist dennoch geknickt.
War zwar für den Zweck zu gebrauchen, aber zufrieden war ich mit dem Ergebnis nicht.

Mal abgesehen davon, wie ausgepägt der Bogen werden soll: Was ist eine empfehlenswerte "Heimhandwerker"-Methode, um ein Rohr zu biegen?

grüßend,
René

(Ich weiß, mit dem Formen eines Sägerückens hat das nichts mehr zu tun - aber es passt elementar gerade so gut...)

[Horst Entenmann]

Hallo Rene,

Es gibt verschiedene Methoden

Das mit dem Sand geht. Den muß man aber gut einfüllen, da darf keine Luft zurückbleiben und dann muß man die Enden gut verschließen. Dazu sollte der Sand fein und ganz trocken sein.
(Mit Blumenerde geht es natürlich gar nicht, denn die lässt sich zu sehr verdichten.)

Ich habe schon von Umformtechniken gehört wo ein Rohr vorher mit Hydrauliköl gefüllt wird, häufig wird das Rohr auch noch durch den Öldruck "aufgeblasen" und so zusätzlich umgeformt aber das ist industriell und für Heimwerker sicher nicht zu machen.
Als Alternative zum Sand gibt es Biegefedern die entweder in das Rohr oder außen auf das Rohr gesteckt werden. Die sind auf die Standardgrößen abgestimmt in denen es Kupferrohre für Wasserleitungen gibt. Ich habe mal welche gekauft als ein Baumarkt geschlossen wurde. Viel eingesetzt habe ich die nicht, aber ausprobiert schon.
Dann gibt es noch Biegevorrichtungen bei denen das Rohr in einer halbkreisförmigen Rinne liegt, was auch dazu beiträgt daß das Rohr rund bleibt. Die müssen aber auch auf den Rohrdurchmesser abgestimmt sein.

Und üben hilft auch...

Gruß Horst