sterke verbinding voor zwevende houten stoel

[ErnstKuhne]

Ik ben bezig een zogenaamde zwevende stoel te maken: een stoel die, net als bijvoorbeeld de buismeubels van Gispen uit de 20er jaren, geen achterpoten heeft, maar waarvan de zitting aan de achterkant zweeft.

Ik heb al een proefmodel gemaakt van vurenhouten balkjes van 44 x 44 mm met een gelijmde dubbele slisverbinding (3 tanden aan het ene balkje en 2 tanden aan het andere) en ik kan er op zitten, maar wel voorzichting.
In de bijlage een foto van één zijkant, in het werkende model zijn de 2 zijden door 4 ingeboorde rondhouten van 21 mm met ekaar verbonden.

Mijn vraag: hoe maak ik zo´n slisverbinding verbinding stabieler:
1 harder hout, is preciezer te zagen, maar hecht de lijm ook beter?
2 meer tanden geeft meer lijmoppervlak, maar de tanden worden wel dunner
3 aanknellen met een bout erdoor en 2 grote ringen aan weerszijden, voorkomt splijten, maar er komt wel een gat door de verbinding (en het is veel minder mooi)
4 betre lijm, ik gebruik nu witte houtlijm.
5 of kan iemand een andere verbinding adviseren

De verbindingen worden echt heel zwaar belast, zowel in de hoek als zijdelings.
Toch kwam ik met bijgaande constructie al heel ver, wie heeft suggesties?

Ernst Kühne

Attached files

 

[TH0M]

Doet me denken aan de stoelen van mijn schoonouders. Deze zijn gemaakt door stroken fineer (oid) in een mal te verlijmen zodat 1 zijkant van het frame uit 1 geheel bestaat. Anders zou ik misschien een vinger verbinding doen!

beetje zoals deze ikea :? stoel:

 

[EvdL]

Ik zou het aan Jo Volkerink vragen http://www.woodworking.nl/memberlist.php?mode=viewprofile&u=940.

Op zijn site kom ik een hele mooie stoel tegen http://www.volkerink.info/?p=148. Wellicht dat hij wat tips kan geven.

 

[tjalling]

Rietveld loste dit in de zig zag stoel op door het toepassen van valse verstekken en een krasse klos tussen de zitting en de "poot"en de poot en de "vloerplaat". Tussen de rug en de zitting gebruikte hij tanden of zwaluwstaarten.

Ik zie op de foto dat je nog maar een paar latten aan elkaar gelijmd hebt. Als de stoel breder wordt, wordt het lijmoppervlak in de verbindingen ook veel grote terwijl jouw gewicht niet evenredig groeit. Ook het gewicht van de stoel zal niet idioot veel groter worden. Ik denk dat je als je de stoel gewoon afmaakt je een degelijk geheel krijgt mits de verbindingen strak passen. Wat betreft de lijmsoort: Een goed passende verbinding gelijmd met witte houtlijm is sterker dan het hout zelf dus........... er is geen noodzaak voor het toepassen van duurdere alternatieven zoals Pu lijm of epoxy.

 

[ErnstKuhne]

tjalling, het zijn geen latten die je ziet, maar vingerlassen aan een balkje van 44mm.
Er komen 2 van de zijkanten die je op de foto ziet, onderlinge verbonden door 5 ingeboorde stokken van 21 mm rondhout.

Ben nu met een hardhouten poging bezig met meer vingers: 5 vinger en 6 sleuven allemaal van 4 mm aan de ene balk en het omgekeerde aan de andere balk.
Een geduldklus: kops inzagen met de cirkelzaag met een speciaal daarvoor gemaakte zaagmal.
Lijkt heel sterk te worden, ga het lijmen inderdaad met witte lijm doen.
Wel moeilijk in te lijmen, al die dunne sleuven; zijn daar nog adviezen voor?

Die Rietveld stoel ken ik, met dat klosje dat ik nu wil vermijden.
Had hij echt maar één klosje nodig, alleen tussen zitting en poot?

 

[rené13]

een dun plaatje triplex nemen dat tussen de sleuven past
en dan de lijm in een bakje doen waar het hele plaatje in past zodat het helemaal met lijm ingesmeerd is
dan zou je er gewoon tussen moeten kunnen

 

[tuoh]

Bij zwaar belaste verbindingen moet je niet alleen rekening houden met het type verbinding en de gepaste lijm. De gekozen houtsoort is zeker zo belangrijk, een harde duurzame houtsoort met een korte vezel gaat niet beter werken dan gelijk welk waaibomenhout.
De constructie van dit stoelframe stelt heel hoge eisen aan zowel verbinding, lijm en houtsoort.
De eerste vereiste is dus een houtsoort met een hoge weerstand tegen breuk.
Hout breekt namelijk bijna altijd naast het lijmvlak het gebeurt slechts zelden dat de verbinding zelf lost.
Het is dus de buigsterkte die determinerend werkt, hoe hoger deze waarde hoe beter.
Voorbeelden hiervan, Bilinga, Robinia, Massaranduba, Purperhart, Groenhart, Wengé,etc.
Van deze soorten leveren Groenhart en Wengé de hoogste waarden, en zijn dus voor deze toepassing uitermate geschikt.
Houtsoorten met lagere waarden dan de bovenstaande kunnen ook gebruikt worden, maar dan zal de sectie van het hout moeten vergroot worden, een rechthoekige sectie in plaats van een vierkante, geeft al heel wat meer weerstand tegen breuk. Hoe frêler
het profiel hoe hoger de buigsterkte van het toegepaste hout moet zijn.

Mvg,

André

 

[ErnstKuhne]

Goede tips, bedankt.
Heb nu een tweede prototype in de maak, nog steeds van 44x44mm vuren balkje, met vingers en sleuven van 4 mm.
Het lijkt behoorlijk sterk te worden; een proefverbinding op deze manier kreeg ik zelfs niet kapot toen ik met een hefboom van 44 cm er met mijn volle gewicht (> 90kg) aan ging hangen.
Ik heb wel een nieuw probleem, de sleuven die ik met de slingerzaak op de cirkelzaag heb gezaagd, passen droog perfect, maar zodra ik er lijm op smeer kost het er veel moeite on de vingers en sleuven helemaal
"aan" gedrukt te krijgen. Het lijkt wel of het hout een beetje zwelt.
Zelf wijt ik het vooral aan het goedkope zachthout.

André, de door jou genoemde houtsoorten, kunnen die het "zweven" ook goed aan, ze worden op biging belast dus moeten echt taai zijn.
Groet,
Ernst

 

[tuoh]

De verbindingen mogen nooit te "spannend" passen, er moet ruimte over zijn voor de lijm.
Als af machine de verbinding manueel makkelijk in elkaar past ben je goed bezig.
De diepte van de pennen en slissen moet droog altijd iets dieper zijn of de koppen moeten droog iets uitsteken, eens de lijm ertussen komen de koppen dan mooi gelijk.
Bij zachte houtsoorten is het minste beetje vocht al voldoende om het hout te laten zwellen. De gewone witte houtlijm bestaat voor een groot deel uit water, dan weet je het wel.

Van de meeste hier ten lande bekende houtsoorten zijn alle noodzakelijke waarden op schrift gesteld Zo vind je in tabellen de krimpcijfers, radiaal en tangentiaal terug, maar ook elasticiteitsmodus, buigsterkte, hardheid,duurzaamheid, etc.
Houtlabo's zijn hier dagelijks mee bezig, zo worden de tabellen steeds aangevuld met gegevens van "nieuwe" houtsoorten.
Voor de constructie die je voor ogen hebt zijn hier de "buigsterkte" en de "elasticiteitsmodus" van zeer groot belang. Als voorbeeld, de cijfers voor robinia liggen bijna dubbel zo hoog als voor Vuren, dit wil zeggen dat je een verbinding gemaakt in Robinia bijna dubbel zo hoog kan belasten dan Vuren. Of, dat wanneer je de constructie opbouwd in Robinia je de secties lichter mag nemen dan bij Vuren om toch de zelfde sterkte over te houden.

Alle houtsoorten die ik in mijn vorige posting opgesomd heb zijn superieur aan Vuren, sommige bijna x3
Daar kan je dus wel een stevige stoel mee bouwen.

Voor de meeste constructies zijn bovenstaande waarden niet zo belangrijk, vertrouw je het zaakje niet dan neem je gewoon de sectie wat groter en klaar is kees
Maar voor constructies op de grens van het mogelijke worden deze cijfers wel heel belangrijk, ze maken het verschil tussen slagen of mislukken.

Mvg,

André

 

[volkerink]

Ik zag mijn naam hier voorbij komen op dit item en voel me zeer vereerd maar de stoel op mijn site heb ik gemaakt volgens een ontwerp van David Dundas. Ik heb een pdf met de volledige constructie maar weet niet of ik deze kan uploaden naar dit forum.

 

[ErnstKuhne]

André,
Bedankt voor de waardevolle tips, ik ga de volgende verbindingen wat ruimer maken.
Daarnaast ga ik ook zeker de andere houtsoorten proberen.

Is er verder nog een norm/regel voor het aantal pennen en slissen dat je gebruikt?
Ik heb nu pennen van 4 mm dikte en dat lijkt toch erg dun.
Groet, Ernst

 

[EvdL]

Ik heb een pdf met de volledige constructie maar weet niet of ik deze kan uploaden naar dit forum.

Anders mag je hem ook wel aan mij mailen hoor, ik vindt het een hele mooie stoel die ik ook wel eens wil maken ( als ik weer eens wat tijd over heb )

 

[tuoh]

.......
Is er verder nog een norm/regel voor het aantal pennen en slissen dat je gebruikt?
Ik heb nu pennen van 4 mm dikte en dat lijkt toch erg dun.
Groet, Ernst

Dat is altijd een beetje afwegen, veel dunne vingers betekend een groot lijmvlak, dus een sterke lijmverbinding.
Maar, veel dunne vingers zijn in hun totaliteit ook minder sterk, zeker bij zachte(ere) houtsoorten, dan een verbinding met dikkere vingers, alhoewel er bij deze minder lijmoppervlak is.

Ik zou dan ook opteren om bij zachtere houtsoorten bredere vingers te voorzien( 8 à10mm) bij deze houtsoorten is er doorgaans geen probleem met de sterkte van de lijmvoeg, het totale lijmoppervlak mag hier dus wat minder zijn, terwijl je toch een heel sterke lijmverbinding overhoud. Maar door de dikkere vingers hou je meer mechanische sterkte. Je bent niks met een perfecte lijmvoeg als het hout juist naast de voeg breekt

Bij houtsoorten met een hoge(ere) buigsterkte is het meestal andersom, hier kan de verlijming soms niet optimaal zijn door inhoudsstoffen en dergelijke. Dus meer lijmoppervlak verhoogt de sterkte van de totale lijmvoeg.
Door de hogere buigsterkte is het hout sterk genoeg om met smallere vingers te werken zonder het breukgevaar te vergroten.

Voor dergelijke verbindingen is het altijd een goed idee om eerst eens een paar proefstukken te vervaardigen, en dit met verschillende verdelingen, verschillende houtsoorten, verschillende lijmen, etc..
Het is voor één exemplaar misschien nogal omslachtig, maar je sluit op deze manier al heel wat missers uit.
En kennis is nooit verloren, daar doe je later nog wel je voordeel mee.

Bij alle houtverbindingen die ik vervaardig hou ik altijd rekening met de sterkte van de gebruikte houtsoort, bij zachte houtsoorten maak ik de pennen altijd 2 à 4mm dikker dan volgens de regels nodig is.
Jawel, door scha en schande wijzer geworden


Mvg,

André

 

[ErnstKuhne]

Ik ga inderdaad nu ook een proef maken met vingers van 6 mm ipv 4 mm in vuren.
Daarnaast ga ik het ook proberen in één van de genoemde houtsoorten: bilinga of robinia.
In een oud boek vondt ik nog aanleiding om ook aan Essen te denken; taai en elastisch, vaak gebruikt voor
tennisrackets en gereedschapsstelen,; zou dat ook iets kunnen zijn?


Nog een vervolgvraag
Nu maak ik de sleuven nog met een slingerzaag op mijn emcostar cirkelzaag; iedere sleuf apart zagen
na het gelei versteld te hebben of met een vertandingsaanslag.
Ik dacht dat je deze verbindingen ook in één keer met een samengestelde freeskop op de topie-as zou kunnen maken, maar ik vindt nergens een standaard oplossing.
Allereerst zijn de meeste sleuvenfrezen te ondiep (ik heb ongeveer 44 mm diepte nodig) en ik zie ook nergens een setje dat zowel de positieve (bijv 5 vingers) als de negatieve (6vingers) kan maken.
Met pasringen zou je misschien iets kunnen maken, maar is er geen pasklare oplossing.
(in de catalogie van Felder en Miller heb ik niets gevonden)
De Emcostar heeft geen topie-as maar ik wil dan gebruik maken van de Robland K31 met 30 mm Topie van een vriend.
Iemand een suggestie?

Attached files

 

[tuoh]

Als je het goede Essenhout kan vinden gaat dat inderdaad ook werken.
Maar er is Essen van verschillende regio's op de markt. Tegenwoordig word er meer geselecteerd op een mooie witte kleur in plaats van op de mechanische sterkte van het hout.
Resultaat van deze selectie, het tegenwoordig verkrijgbare Essen komt voor een groot deel uit Oost Europa, en dat hout is wel mooi wit, maar heel wat brosser dan het inlandse Essen
Kan je dus inlands Essen vinden, liefst niet oven gedroogd, dan is er geen probleem, anders word het kantje boord.

Voor het frezen van de vingers is er geen kant en klare oplossing. Ga je seriebouw opstarten dan is het te overwegen om een frezenset te laten bouwen, of zelf samen te stellen.
Voor éénmalig gebruik zijn de kosten veel te hoog om dit te overwegen. Ik zou verder doen met wat je nu gebruikt. Het vraagt dan wel wat meer steltijd, maar je hebt dan ook geen dure frezen nodig.

Het hangt ook een beetje af van welke machine je tot je beschikking hebt, zelf frees ik dergelijke verbinding altijd op de verticale freesmachine, een groeffrees van 6mm en klaar.
Op mijn machine kan ik de spindel laten stijgen of dalen met stappen van 2mm per toer aan het stelwiel. Dat werkt makkelijk, frees gelijk met de bovenkant van de freestafel stellen, 3x stelwiel ronddraaien= 6mm omhoog, en de eerste freesbeurt, 3 x draaien = tweede freesbeurt, etc. Dat werkt heel vlot, en je moet niet nameten, het past gewoon

Mvg,

André

 

[ErnstKuhne]

Het zagen met de vingerzaag op de Emcostar gaat inderdaad nog prima en met een groevenfrees op de robland zal het ook gaan hoewel de standaard groevenfrezen van Felder maar tot 33mm en niet tot de gewenste 44mm diepte gaan.

De vraag om een methode te vinden om alle groeven in één keer te frezen is inderdaad gericht op de overweging om de stoel ooit seriematig te gaan maken.
Ik had bij het ontwerp de indruk dat ik gebruik maak van een standaard houtverbinding waarvoor ook standaard machinale oplossingen zouden zijn.
Dat lijkt nu tegen te vallen.
André als jij zegt frezenset laten bouwen, aan wie of wat denk je dan?

 

[tuoh]

Frezen bouwen doet elke fabrikant in houtsnijgereedschappen. Hier in Vlaanderen heb je de marktleiders:
Leitz, en Leuco/Oertli, en nog enkele kleinere spelers op deze markt.

Nu is een freesopbouw om vingerlassen te vervaardigen geen groot karwei. Er zijn verschillende opties,

- een vulbus met moer waarop je standaard groeffrezen met de gewenste maat op plaatst met behulp van vulplaatjes voor de juiste onderlinge afstand. De frezen blijven op de vulbus zitten bij het op- en afbouwen. Door het gebruik van een vulbus worden de verschillende frezen en pasringen één geheel.
Frezen kan je kiezen uit HM bestuckte exemplaren of met wisselplaatjes.

- Een frezenpakket laten bouwen bij een fabrikant, hier worden meerdere frezen plus vulringen samengeschroefd tot één geheel.

- een massieve body met HM bestuckte snijtanden.

Afhankelijk van de gewenste dikte kan je de frezen ook vervangen door groefzagen.

Al deze sets kan je ook laten vervaardigen met dubbel nulpunt instelling. Dit wil zeggen dat je de machine maar éénmaal moet stellen om de complete verbinding te kunnen frezen. Maar, met deze manier van werken heb je wel twee sets frezen nodig. Een set voor de stijlen, en een andere voor de regels.
Voordeel van deze manier van werken, de snelheid van omstellen, simpel de ene bus ruilen voor de andere, en je kan terug vooruit. De machine blijft gewoon op zijn eerste instelling staan.

Ook bij raamfreesgarnituren word deze techniek toegepast, Idem bij meervoudige profileermachines, het verlaagt de stelkosten.

Een andere manier om deze verbinding te maken is door het gebruik van een penmachine, de verticale as kan hier uitgerust worden met verschillende pennenschijven onderling op de juiste afstand gehouden door pasringen. Voor de regels worden dan de twee pennenkoppen mee ingeschakeld. Het is een goedkopere manier van werken, maar het vraagt meer stelwerk. Nog een voordeel van deze machine, je hout word tezelfdertijd op lengte gezaagd door de aanwezige cirkelzaag op de machine.
Op de penmachine is het ook heel makkelijk om deze verbindingen onder gelijk welke hoek te frezen, gewoon de geleider op de gewenste schuinte zetten en klaar.


Bij de productie van ramen en deuren word er feitelijk ook een vingerlasverbinding gebruikt, de dubbele of driedubbele penverbinding, om het kind maar een naam te geven. Niks nieuws onder de zon dus

Mvg,

André

 

[tuoh]

Zo een vingerverbinding is inderdaad een klassieker, maar niet op die diepte. Bijna elke zwaluwstaartmal of machine kan met die verbinding uit de voeten, maar de max diepte ligt hier rond de 25mm.

Ga je een dergelijke verbinding maken met vingers van 40à 60mm diep dan heb je iets anders nodig.

De fabrikant die dergelijke meubels op de markt brengt heeft dan ook zijn machinepark daarvoor moeten inrichten. Gepaste machine(s) of frezen, of beide, het vraagt een investering.
Bij de productie stopt het daar nog niet bij, er moet ook geïnvesteerd worden in opsluitpersen, in lijmdispensers, contactschuurmachines, etc. Het proces moet gestroomlijnd worden om de dode tijd tot een minimum te beperken. "Time is money" zeggen ze.


Mvg,

André

 

[ErnstKuhne]

Prototype van de zweefstoel, in vuren en met groeven van 4 mm dikt is gereed.
Ziet er al heel aardig uit.
Helaas schoot één van de lijmverbindingen los na flink wrikken en bewegen, maar die hebben we opnieuw gelijmd en die blijft nu goed.
We gaan hem maken in Robinia het groeven van 6 mm dikte.

Attached files

 

[tuoh]

Dat ziet er een mooie, en compacte stoel uit te worden. Maar ik schiet in een kramp als ik denk aan de stress die de verbindingen gaan meemaken gedurende hun hele levensduur
In een gezin is de doorsnee stoel eigenlijk een lijdend onderwerp, dat stelt aan de constructie hoge eisen.

Succes met de stoelen,

André