Japanische Werkzeugkiste auf Maß bauen
Die Maße der Konstruktion sind variabel, so kann man diese raffinierte Kiste so stabil und groß oder leicht und kompakt bauen, wie man sie braucht. So geht's.
In der Make-Ausgabe 3/21 zeigen wir ab Seite 116 Schritt für Schritt, wie man sich eine Werkzeugkiste im japanischen Stil selber tischlert [1]. Hier zeigen wir ergänzend, wie man die nötigen Maße für alle Einzelteile selbst ermittelt, ausgehend von dem, was am Ende in der Kiste aufbewahrt oder transportiert werden soll.
Wenn du das zugrunde liegende Berechnungsverfahren verstehen willst, erklären wir es dir im Abschnitt "Das Berechnungsverfahren". Für alle, die aber nur am Ergebnis interessiert sind oder auf keinen Fall Rechenfehler machen wollen, haben wir auch zwei Tabellendateien vorbereitet. Die gibt es hier zum Download und sie lassen sich mit Excel oder OpenOffice/Libre Office Calc öffnen.
[6]Alles mit identischer Stärke
Die erste Tabelle ( Standard.xlsx [7] ) ist für den einfachen Fall gedacht, dass alle Teile aus Material derselben Stärke geschnitten werden sollen, so wie bei der Beispielkiste aus dem Heft. Dieses Rezept passt gut für Kisten ab etwa 40cm Innenraumlänge und Material von mindestens 20mm Stärke.
Trage bei dieser Tabelle einfach bei "Wunschliste" die Materialdicke und die gewünschten Innenmaße deiner Kiste ein. Dann erscheinen in der Zuschnittliste die Fertigmaße aller benötigten Teile. Die Breiten von Deckelstrebe, Deckelanschlag und Griff sind hier mit 40mm fest eingetragen, für den Überstand der oberen Anschläge sind ebenfalls fest 40mm eingkalkuliert – das passt in der Praxis, entspricht dem Beispiel aus dem Heft und du kannst deshalb auch die Maßangaben für das Platzieren der Deckelanschläge aus dem Heftartikel 1:1 übernehmen.
Im Abschnitt "Kontrollmaße" siehst du außerdem, wie lang, breit und hoch die fertige Kiste über alles wird – möglicherweise ist das entscheidend, ob sie in deinen Kofferaum oder unter deine Werkbank passt.
Ein weiteres wichtiges Kontrollmaß ist die Länge der Öffnung. Denn wenn das größte Teil, was in die Kiste soll, nicht nur lang, sondern auch reichlich breit und hoch ist, dann ist diese Öffnungslänge wichtiger als die Länge des Innenraums. Andernfalls hätte das Teil zwar am Ende drinnen genügend Platz, man bekommt es vielleicht aber nicht mehr hineinbugsiert! Das ist etwa dann der Fall, wenn die Kiste später nur einen einzigen Gegenstand aufnehmen soll, etwa eine Werkzeugmaschine oder einen Roboter, ohne viel Luft drum. Erweist sich nach Ausfüllen der Tabelle also die Länge der Öffnung als zu kurz, addierst du einfach die fehlenden Zentimeter auf die Länge des Innenraums in der Wunschliste drauf.
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Variante: Teile aus unterschiedlich starken Brettern
Die zweite Tabelle ( Erweitert.xlsx [9] ) ist für den Fall gedacht, dass nicht alle Teile aus gleich starkem Material gefertigt werden sollen oder können – etwa wenn Restholz zum Einsatz kommt oder der Korpus aus recht dünnen Brettern (deutlich weniger als 20mm) gebaut werden soll, was sich bei kleineren Kisten anbietet. In diesem Fall ist es sinnvoll, zumindest die beiden Griffe aus mindestens 20mm bis 30mm starkem Holz zu sägen (dafür kann man übrigens auch prima Stücke fertig gehobelter Kanthölzer nehmen), damit die Finger genügend Platz zum Greifen haben. Deshalb gibt es in dieser Tabelle bei der Wunschliste Felder für mehrere Materialstärken, außerdem solche für die Breite von oberen Deckelanschlägen, Deckelstrebe und Griffe sowie für den Überstand der oberen Endstücke. Dafür zeigt die Tabelle neben der Zuschnittliste und den Kontrollmaßen auch noch die Längen der beiden Laschen für den Deckel an – wichtig, um die Deckelanschläge richtig zu platzieren, damit der Schiebemechanismus später so funktioniert wie gedacht. Und damit gar nichts schiefgeht, gibt es außerdem eine Liste mit den nötigen Schraubenlängen, damit die nicht am falschen Ende wieder aus dem Holz heraustreten und du dich daran vielleicht verletzt.
Wer genau wissen will, was diese Begriffe alle bedeuten, kommmt allerdings nicht umhin, sich mit dem Berechnungsverfahren im Detail zu beschäftigen – und das kommt jetzt.
Das Berechnungsverfahren
Ausgangspunkt ist das gewünschte Innenmaß der Kiste, damit auch hineinpasst, was hinein soll – also Länge, Breite und Höhe in Millimetern. Bei der Beispielkiste aus dem Heft sind das:
- Länge Innenraum: 600mm
- Breite Innenraum: 260mm
- Höhe Innenraum: 180mm
Wichtig: Die Stärke des Materials, das man verwendet, muss vorab bekannt sein, weil es direkt in die Berechnung der Länge und Breite verschiedener Teile einfließt. Bei der Kiste im Heft sind alle Teile aus zwei Brettern derselben Stärke (20mm) geschnitten. Es kann aber durchaus sinnvoll sein, unterschiedliche Stärken zu wählen, etwa wenn man eine kleine Kiste aus dünnen Brettern baut, die Griffe aber stärker halten will, um genügend Platz für die Finger zu haben.
Boden
Die Länge des Bodens (A) ergibt sich aus der gewünschen Innenraumlänge plus je zweimal die Stärke der unteren Endstücke (E) plus zweimal die Stärke der Griffe (H). Im Beispiel ist die Materialstärke aller dieser Teile je 20mm, es ergibt sich eine Länge für den Boden von:
600mm + 2 · 20mm + 2 · 20mm = 680mm.
Die Breite des Bodens (A) entspricht der gewünschten Innenraumbreite plus zweimal Stärke der Seiten (D), im Beispiel also:
260mm + 2 · 20mm = 300mm.
Seiten
Die Länge der Seiten (D) ist mit der Länge des Bodens identisch. Ihre Höhe ergibt sich aus der gewünschten Innenraumhöhe plus der Materialstärke des Deckels, weil dieser später zwischend den oberen Kanten der Seiten hängt und somit um seine eigene Stärke in den Innenraum hineinragt. Im Beispiel sind die Seiten 180mm + 20mm = 200mm hoch (beziehungsweise breit, weil die Bretter ja flach liegend zugeschnitten werden).
Endstücke
Die unteren Endstücke (E) sind ebenso hoch (bzw. breit) wie die Seiten (D) und genauso lang wie die gewünschte Innenraumbreite der Kiste, messen im Beispiel also 260mm × 200mm.
Die oberen Endstücke (F) sind so lang, wie der Boden (A) breit ist. Um ihre Breite zu berechnen, legt man zunächst fest, wie weit diese Stücke auf der Innenseite der Kiste überstehen sollen – dieses Maß wird in den Tabellen als Überstand bezeichnet. Es ist wichtig, weil die überstehenden Laschen am Deckelbrett (B) im zugeschobenen Zustand des Deckels den freien Platz unter den oberen Endstücken brauchen, ohne an die unteren Endstücke zu stoßen. Die Laschen überlappen bei geschlossenem Deckel auf beiden Seiten nur etwa bis zur Hälfte des Überstands, deshalb sollte der Überstand nicht zu schmal sein. Im Beispiel wurde er deshalb auf 40mm festgelegt.
Die Breite der oberen Endstücke (F) ergibt sich dann durch die Materialstärke der Griffe (H) plus jener der unteren Endstücke (E) plus des eben gewählten Überstands, im Bespiel:
2 · 40mm + 40mm = 80mm.
Deckel und Öffnung
Aus dieser Breite ergibt sich die Länge der Öffnung oben in der Kiste: Sie entspricht der Länge der Seiten (D) minus zweimal der Breite der oberen Endstücke (F) – im Beispiel ist die Öffnung
680mm - 2 · 80mm = 520mm
lang. Daraus kann man jetzt die Länge des Deckelbretts (B) ermitteln, denn es soll möglichst lang sein, sich aber gerade noch ein Ende nach dem anderen unter die oberen Endstücke fädeln lassen. Das klappt, wenn seine Länge der Länge der Deckelöffnung plus einmal dem Überstand minus vier Millimetern Luft (bei sehr dickem Material sind wahrscheinlich noch mehr nötig, bei sehr dünnem reicht weniger) entspricht, im Beispiel also:
520mm + 40mm - 4mm = 556mm.
Wer befürchtet, sich hier zu verrechnen, kann das Deckelbrett auch erst mal länger lassen, bis der Korpus der Kiste fertig ist, und dann das Maß direkt an der Kiste anzeichnen.
Die Breite des Deckelbretts (B) entspricht der gewünschten Innenraumbreite minus einem Millimeter Luft, im Beispiel 259mm.
Damit der Deckel wie geplant funktioniert, ist entscheidend, wo die beiden Deckelanschläge (G) befestigt werden. Sie sitzen unterschiedlich weit von den Schmalseiten des Deckelbretts (B) entfernt, dessen überstehende Enden so auf der einen Seite eine lange und auf der anderen eine kurze Lasche bilden. Die lange Lasche entspricht dem Überstand minus 1mm Luft (damit man später den Deckel bis zum Anschlag (G) auf der einen Seite einschieben kann, ohne mit dessen Ende von innen gegen das untere Endstück (E) zu stoßen) – im Beispiel ergibt sich als Länge für diese Lasche 39mm. Die kürzere Lasche ist nur rund halb so lang, im Beispiel 18mm.
Bleiben noch die Breiten der Griffe (H), der Deckelanschläge (G) und der Deckelstrebe (C). Diese sind im Prinzip frei wählbar, denn diese Maße haben keine Auswirkungen auf die Maße anderer Bauteile. Es sieht aber besser aus, wenn zumindest die Anschläge und die Strebe des Deckels gleich breit sind. Im Beispiel wurde hier 40mm als einheitliche Breite für diese Teile gewählt.
Varianten
Apropros frei wählbar: Wer seine Kiste aus Restmaterialien zusammenstückelt, hat möglicherweise nicht für alle Teile gleich starkes Material zur Hand. Das ist aber nicht tragisch, wenn man vorher festlegt, aus welchem Reststück welches Teil geschnitten wird und bei der Berechnung die jeweiligen Materialstärken einbezieht. Die Stärke des Bodens (A), der oberen Endstücke (F) sowie der Deckelanschläge (G) und der Deckelstrebe (C) haben weder Auswirkungen auf die Größe des Innenraums noch auf die Maße anderer Bauteile, deshalb lassen sie sich prima aus Material abweichender Stärke schneiden.
Wer seine Kiste wie eingangs erwähnt von der Länge der Deckelöffung aus berechnen will, bestimmt zuerst die Breite des Überstands der oberen Endstücke (F), wobei die im Beispiel gewählten 40mm für viele Kisten passen sollten. Dann ergibt sich die benötigte Länge für den Innenraum durch die gewünschte Länge der Öffnung plus zweimal der Breite des Überstands. Dann macht man weiter wie oben beschrieben.
Tipps für den Zuschnitt
Im Heft zeigen wir Schritt für Schritt, wie man aus zwei Brettern passender Maße alle Teile der Kiste effizient heraussägt. Bei abweichenden Formaten des Rohmaterials (etwa beim Zuschnitt aus Leimholzplatten) muss man sich gegebenenfalls einen anderen Schnittplan machen. Weil es so schön passt, zitieren wir hier einen längeren (und leicht angepassten) Abschnitt aus unserem Make-Sonderheft 2020 "Loslegen mit Holz" [10]:
Hat man die Stückliste und die Maße seiner rohen Platten, muss man sich ein Layout fürs Zusägen überlegen, also an welcher Stelle man welche Teile aus der Platte schneiden will. Im Kopf macht man da schnell Fehler, eine Skizze auf Papier ist hier tatsächlich hilfreich und für ein einfaches Projekt wie unsere Kiste viel wichtiger als eine maßstäbliche Zeichnung des fertigen Objekts.
Sägeschnitt berücksichtigen
Rechne aber in jedem Fall ein, dass beim Sägeschnitt Material verloren geht – aus einem Brett mit 100cm Breite kann man keine vier Streifen mit 25cm Breite heraussägen! Auf der sicheren Seite ist man, wenn man pro Sägeschnitt großzügig einen Zentimeter Zuschlag berechnet, sobald man aus seiner Zuschnittskizze die nötigen Mindesmaße für die rohe Platte ermittelt (sofern man erst das Layout macht und dann Holz einkaufen geht).
Wenn deine Skizze fertig ist, überlege auf jeden Fall schon mal, in welcher Reihenfolge du zumindest die ersten Sägeschnitte durchführen willst und vermerke das in Deiner Zeichnung. Dabei fällt schnell auf, ob die ausgedachte Anordnung der Stücke tatsächlich funktioniert – manchmal muss man zwischen Materialverbrauch und Sägeaufwand Kompromisse finden. In der Praxis platziert man die ersten Teile in der Regel an einer bereits vorhandenen rechtwinkeligen Ecke des Plattenmaterials, sägt dann den ersten Streifen ab, misst dann von der frisch gesägten Kante die Breite des nächsten Streifens ab und so weiter.
Streifen schneiden
Stichwort Streifen: Schneidet man seine Teile mit einer Tischkreissäge oder einer Handkreissäge mit Sägeführung aus der großen Platte, sägt man möglichst viele Teile, die in einer Richtung dasselbe Maß haben, mit einem gemeinsamen Schnitt zu. Anders gesagt: Man ordnet die Teile so an, dass man die große Platte erst mal in Streifen schneidet und aus denen die endgültigen Werkstücke sägt. Das erspart nicht nur, den Anschlag oft zu verstellen oder die Schiene mehrmals umzusetzen, sondern stellt auch sicher, dass die Teile exakt zueinander passen und zwischen ihnen keine Lücken klaffen. Dadurch ergibt sich, dass man manche Teile erst mal nur halb zuschneidet und später erst fertig. Es ist deshalb hilfreich, sich auf das Material zu schreiben, was daraus werden soll.
Bei der japanischen Kiste bietet es sich etwa an, erst mal einen langen Streifen auf jene Breite zu schneiden, die der benötigten Höhe der Seiten und unteren Endstücken entspricht. Später sägt man aus diesem Streifen erst die kurzen und dann die langen Teile heraus. Je nach verwendetem Material ergibt sich dadurch auch ein gleichmäßiges Bild, wenn etwa die Maserung des Holzes oder Deckfurniers längs um die Kiste umzulaufen scheint.
Auf diese Weise musst du unter Umständen mehr Material einkaufen als gedacht – es hilft also nicht, nach Stückliste die benötigten Quadratmeter Platte zusammenzurechnen und dann eine zu kaufen, die diese Fläche hat. Falls beim Zuschnitt große Stücke Material übrig bleiben, wirf diese keinesfalls weg. Sie machen sich oft im nächsten Projekt nützlich.
Faserrichtung
Apropros Maserung: Bei Sperrholz, Multiplex, Spanplatte und MDF ist es technisch egal, ob man ein Werkstück längs oder quer aus einer Platte herausschneidet – bei Sperrholz oder funierter Spanplatte, die an der Oberfläche eine Faserrichtung erkennen lassen, ist es allerdings eine optische Frage. Bei Massiv- oder Leimholz ist man da nicht so frei, denn Holz hat in Längs- und Querrichtungen ganz unterschiedliche Eigenschaften. Es biegt sich (und bricht) parallel zu seinen längs laufenden Fasern viel leichter als quer dazu. Deshalb achtet man bei der Konstruktion mit Holz darauft, dass die Fasern immer parallel zur längeren Kante laufen (zu den Ausnahmen kommen wir gleich). Das ergibt sich in der Praxis meist schon dadurch, dass Bäume viel mehr in die Länge (also längs zur Faser) wachsen als in die Breite, aber man sollte es trotzdem im Kopf behalten.
In der klassischen Massivholz-Tischlerei lässt man bei Konstruktionen wie unserer Kiste die Faserrichtung immer über alle vier Seiten ringsherum gerade durchlaufen: Schaut man oben auf die Öffnung, sieht man dadurch überall Längsholzkanten, nirgends Hirnholz. Auch für den exotischen Fall, dass so eine Kiste mal höher als breit ist, behält man diese Richtung bei: Dann ist die kurze Seitenwand ausnahmsweise mal ein Teil, bei dem die Faser parallel zur kurzen Kante verläuft. Das hat den tieferen Sinn, dass Holz quer zur Faser mehr arbeitet als längs und man so vermeidet, dass sich Risse in den Wänden bilden.
Die komplette Bauanleitung für die Werkzeugkiste im japanischen Stil [11] gibt es in der Make-Ausgabe 3/21 ab Seite 116 zu lesen. (pek [12])
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