Leichtbau Tipp #6: Stabilität dank Abkantungen

Leichtbau Tipp: Ergänzen Sie ihre Blechkonstruktion mit Laschen um bei gleichbleibender Stabilität Gewicht zu sparen.


Instabile Bauteile aus dünnem Blech können durch Abkantungen versteift werden. Bei schweren Bauteilen aus dicken Blechen lohnt es sich, einige Leichtbau-Überlegungen anzustellen: „Können die schweren, dicken Bauteile durch leichte, dünne Bauteile ersetzt werden, welche dank optimal gewählten Abkantungen die gleichen Festigkeitswerte haben?“ In vielen Fällen heisst die Antwort: „Leichter getan als gesagt!“

Blech ist per Definition ein dünn gewalztes Metall. Die Eigenschaften können mit denen von Karton und Papier verglichen werden. Mit Papier kann ein einfaches Experiment gemacht werden. Mit einem Blatt Papier welches nicht bearbeitet wird, kann keine stabile Brücke gebaut werden (Bild 1). Faltet man das Papier einmal, hat die Brücke genug Stabilität um sich selbst zu tragen (Bild 2). Wird das Papier mehrmals gefaltet, kann eine genügend hohe Stabilität erreicht werden, dass eine Kaffeetasse getragen werden kann (Bild 3). Wellkarton ist nach diesem Prinzip aufgebaut. In eine Richtung kann der Karton sehr einfach geknickt werden, während das Material in die andere Richtung nur schwer umformen lässt. Nach diesem Leichtbauprinzip kann auch die Stabilität von Blech erhöht werden.

Max bekommt den Auftrag, ein Podest leichter zu gestalten. Das alte Podest wiegt 25 kg und hat in den letzten 12 Jahren manchen Rücken strapaziert. Das neue soll bei gleicher Festigkeit signifikant leichter sein. Max erinnert sich an den Leichtbau Grundsatz, dass Abkantungen die Steifigkeit von Blech erhöhen und beginnt ohne das alte Podest genau zu studieren ein neues zu zeichnen. Die Aussenmasse und das Design bleiben gleich. Max wählt aber als Werkstoff ein 4mm Aluminium anstelle des 8mm Stahlbleches. Nun erweitert er das Design um einen Schlitz in der Mitte des Podests, um acht Laschen und um zwei Falze damit man sich am scharfkantigen Metall nicht verletzt. Fertig ist das neue Podest welches nun gerade mal noch 4 kg wiegt. Ein Kollege rechnet die Festigkeitswerte kurz nach und kommt auf vergleichbare Durchbiegungen bei gleicher Belastung. Max ist zufrieden. Leichtbau-Projekt erledigt. Kaffee!

25 kg

Stahl

- 84%

 Einsparungen 

4 kg

Aluminium