AT394072B - Holzbalken fuer blockhaeuser od.dgl. - Google Patents

Description

AT 394 072 B

Die Erfindung betrifft einen Holzbalken für Blockhäuser od. dgl, der an jedem zur Ausbildung einer Eckverbindung mit überkreuzenden Nachbarbalken vorgesehenen Ende Aussparungen aufweist, sowie eine Bearbeitungsmaschine zu dessen Herstellung. Für die Herstellung von Blockhäusern werden in den Endbereichen ausgesparte Holzbalken verwendet, wobei die Aussparungen entweder direkt am Ende vorgesehen sind und dann einen selbstsperrenden Verbund ergeben, in dem eine ebene oder gekrümmte Keilflächenverzinkung besteht. Es ist aufgrund einer einfachen maschinellen Herstellung ebenso bekannt, Kopfstücke der Holzbalken jeweils über die Ecke überstehen zu lassen, wobei an beiden Lagerflächen geradlinige Nuten vorgesehen werden, die jeweils sich in der ein Viertel der Balkenhöhe erstrecken, sodaß zwei Nuten übereinander liegender Holzbalken der einen Seite den verbleibenden, die Hälfte der Balkenhöhe umfassenden Kern eines Nachbarbalkens aufnehmen.

In jedem Fall sind in dieser Bauweise maschinell ausschließlich rechtwinklige Ecken ausführbar, da schiefwinklige Ecken nur mit hohem hündischen Arbeitsaufwand erzeugbare Sonderausführungen darstellen würden. Für eine schiefwinklige Eckenausbildung werden daher bisher Behelfslösungen verwendet, die keinen direkten Eckverbund aufweisen. So ist beispielsweise aus dem DE-Gbm 84 05 913 ein Blockbohlensaunahaus bekannt geworden, bei dem an zylindrischen Eckpfeilern Nutprofile befestigt werden, die die waagrechten Holzbalken aufnehmen, sodaß der Eckwinkel wählbar wird.

Die Erfindung hat es sich nun zur Aufgabe gestellt, eine maschinell fertigbare Eckausbildung von Holzbalken zur Erstellung von Wänden in einem sinnvollen Innenwinkelbereich sowie die dazu geeignete maschinelle Ausrüstung zur Verfügung zu stellen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß in mindestens einer Lagerfläche des Holzbalkens eine zylindrische Bohrung und in jeder der beiden Seitenflächen eine über die Höhe des Holzbalkens durchgehende Nut vorgesehen ist, deren Seitenwände unterschiedliche Winkel mit der Seitenfläche des Holzbalkens einschließen und in einander in der Bohrachse, vorzugsweise im rechten Winkel, schneidenden Ebenen liegen, und deren Boden im Bereich in diese offen und im Anschluß daran gekrümmt ist, wobei der Krümmungsradius dem Radius der Bohrung entspricht. Unter Holzbalken sind dabei sowohl Vollholzbalken zu verstehen, als auch solche langgestreckten Bauteile, die im Eckverbindungsbereich mehrschichtig aus Brettern verleimt sind, wobei in den übrigen Bereichen zumindest eine Bretterschicht zumindest teilweise durch Isolierstoff ersetzt ist

Der oben erwähnte sinnvolle Innenwinkelbereich wird dabei 45° kaum unterschreiten, er wird andererseits aber auch mehr als 150° kaum überschreiten.

In der Praxis gewünschte Innenwinkel werden sich bevorzugt zwischen 60° und 135° bewegen.

Die erfindungsgemäßen Merkmale sind nun bei jedem gewünschten Innenwinkel gegeben, wobei die einzige variable Größe in jenem Winkel liegt, den die Symmetrieebene der Nuten mit der Senkrechten zur Längsmittelebene des Holzbalkens einschließt Dieser Winkel entspricht, wenn, wie bevorzugt vorgesehen, die Seitenwände in einander rechtwinklig schneidenden Ebenen liegen, der halben Differenz zwischen dem gewünschten Innenwinkel der Blockwände um 90°, d. h. für einen gewünschten Innenwinkel von 60° schließt die

Symmetrieebene der Nuten mit der Senkrechten zur Längsmittelebene des Holzbalkens einen Winkel von 15° 90 - 60 120 - 90 (=-), für einen gewünschten Innenwinkel von 120° ebenfalls einen Winkel von 15° (=-) und 2 2 135 - 90 für einen gewünschten Innenwinkel von 135° einen Winkel von 22,5° (=-) ein. Dabei gilt diese 2

Winkelabweichung von der Senkrechten als absoluter Betrag, da ein mathematischesVorzeichen nur die Zuordnung zur inneren oder äußeren Seitenfläche des Holzbalkens bedeuten würde. Für die Herstellung rechtwinkliger Blockwände ergibt sich für die Symmetrieebene keine Winkelabweichung von der Senkrechten 90 - 90° (d. h.-= 0°). 2

Um vor allem bei Grenzwinkeln des sinnvollen Innenwinkelbereiches die Schwächung der Holzbalken so gering als möglich zu halten, ist bevorzugt vorgesehen, daß der Durchmesser der Bohrung der Dicke des Holzbalkens entspricht.

Ist nur in einer Lagerfläche eine Bohrung vorgesehen, so muß diese bei maschineller Herstellung jeweils die halbe Höhe des Holzbalkens einnehmen, sodaß hier ebenfalls eine Schwächung des Holzbalkens stattfindet. Bevorzugt ist daher vorgesehen, daß in beiden Lagerflächen des Holzbalkens je eine zylindrische Bohrung vorgesehen ist, die ein Viertel der Höhe des Holzbalkens umfaßt.

Ebenfalls aus Festigkeitsgründen weist jeder erfindungsgemäße Holzbalken bevorzugt ein über die Eckverbindung vorstehendes Kopfstück auf, das beispielsweise parallel zur kreuzenden Blockwand geschnitten ist.

Wie oben dargelegt, ist jeder Innenwinkel nur von der Abweichung der Nuten von der Senkrechten abhängig, sodaß eine Bearbeitungsmaschine für die maschinelle Herstellung der Endbereiche eines Holzbalkens in bevorzugte Ausführung einen axial verschiebbaren Bohrer und einen um die Bohrachse schwenkbaren Fräskopf aufweist, der einander in bezug auf die Bohrerachse gegenüberliegende Fräser trägt, die einzeln oder gemeinsam -2-

AT 394 072 B parallel zur Bohrcrachse verschiebbar sind.

Dabei beträgt der maximale Schwenkwinkel des Fräskopfes für den erwähnten, sinnvoll«! Innenwinkelbereich entsprechend den angeführten Rechenbeispielen nur 30° beiderseits seiner für die rechtwinklige Eckverbindung notwendigen Grundstellung. Für die Ausbildung ein«* Bohrung in jeder Lagerfläche ist die Bearbeitungsmaschine um einen verschiebbaren Bohrer erweitert, wobei die beiden Bohrer in bezug auf die beiden Fräser einander koaxial gegenüberliegen. Dabei ist bevorzugt weiters vorgesehen, daß ein Bohrer den verschwenkbaren Fräskopf mittig durchsetzt

Besteht jeder Fräser aus einem einstückigen, rotierenden Werkzeug, so weist seine bevorzugte Ausführung, die zu einer minimalen Schwächung der Holzbalken führt, eine Erzeugende auf, die aus einem einen Viertelkreisbogen umfassenden konkaven Mittelabschnitt, dessen Krümmungsradius dem Bohrerradius und der halben Dicke des Holzbalkens entspricht, und aus beidseitig senkrecht anschließenden geraden Abschnitten besteht.

Nachstehend wird nun die Erfindung an Hand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.

Fig. 1 zeigt eine Explosionszeichnung vier übereinanderstehend«' Holzbalken, Fig. 2-4 Draufsichten auf Eckverbindungen mit drei verschiedenen Innenwinkeln, Fig. 5 schematisch eine Seitenansicht wesentlicher Teile einer Bearbeitungsmaschine und Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie (VI - VI) der Fig. 5.

In Fig. 1 sind Endbereiche von vier Holzbalken (1) gezeigt, die für eine Eckverbindung ausgebildet sind. Jeder Holzbalken (1) weist unter Beibehaltung eines über die Ecke überstehenden Kopfstückes (8) an jeder horizontalen Lagerfläche (2) eine Bohrung (3) auf, die ein Viertel der Höhe des Holzbalkens (1) umfaßt, und deren Durchmesser der Dicke des Holzbalkens (1) entspricht.

In beiden vertikalen Seitenflächen (4) sind vertikal verlaufende Nuten (5) vorgesehen, deren Boden mit (6) und deren Seitenwände mit (7) beziffert sind. Da der Durchmesser der Bohrungen (3) der Dicke des Holzbalkens (1) entspricht, verbleibt der Boden der Nut (5) nur in der Mitte über die halbe Höhe des Holzbalkens, und ist in diesem Kernbereich erhaben gekrümmt Die Krümmung folgt dabei der Zylinderfläche der Bohrungen (3), d. h. der Kernbereich erscheint nach Herstellung der Bohrungen (3) und beider Nuten (5) als voller Zylinder. Wie vor allem aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich, verlaufen die Seitenwände (7) der Nuten (5) in Axialebenen der Bohrungsachse (10) und sind zueinander rechtwinkelig.

Durch diese Ausbildung wird zwischen den Blockwänden möglich, ohne daß auf eine maschinelle Bearbeitung verzichtet werden muß. Beispiele dafür zeigen die Fig. 2 bis 4. In Fig. 2 ist eine "normale" rechtwinklige Eckverbindung gezeigt, in der die Symmetrieebene (9) der Nuten senkrecht zur Längsmittelebene (18) des Holzbalkens (1) verläuft, wobei die beiden Ebenen (9,18), einander in der Bohrungsachse (10) kreuzen. Der Winkel zwischen den beiden Ebenen (9,18) entspricht dem Innenwinkel (γ), d. h. beide sind 90°.

In Fig. 3 ist eine rechtwinklige Eckverbindung dargestellt in der der Innenwinkel γ = 60° ist. Die Symmetrieebene (9) der Nuten (5) ist hiezu um den Winkel (ß) um die Bohrungsachse (10) verdreht wobei der Winkel (ß) die halbe Differenz zwischen den Innenwinkel (γ) und 90° darstellt. (2ß = 90° - γ, bzw. 2ß = γ - 90°), in Fig. 3 somit 15°, wobei dies auch bei einem Innenwinkel (γ) von 120° zutrifft. Die Symmetrieebene (9) schließt dadurch mit der Längsmittelebene (18) einen Winkel von 75° bzw. 105° ein.

In Fig. 4 ist eine sehr stumpfe Eckverbindung gezeigt. Dort beträgt der Winkel (γ) 135°, woraus sich ein Winkel (ß) von 22,5° ergibt.

Die Symmetrieebene (9) schließt in dieser Ausführung einen Winkel von 67,5° bzw. 112,5° mit der Längsmittelebene (19) des Holzbalkens (1) ein.

Zur Wahl eines gewünschten Innenwinkels (γ) ist somit nur eine Schwenkung der Symmetrieebene (9) um die Bohrungsachse (10) erforderlich, woraus sich eine sehr einfache, insbesondere aus den Fig. 5 und 6 ersichtliche Bearbeitung ergibt. Eine Bearbeitungsmaschine umfaßt demzufolge ein Paar von Bohrern (11) zur Herstellung der Bohrungen (3) in den Lagerflächen (2) des Holzbalkens (1). Die beiden koaxialen Bohrer (11) sind in Richtung der Doppelpfeile (B) verschiebbar. Um die Bohrungsachse (10) ist ein Fräskopf (12) verschwenkbar, wobei auch bei extremen Innenwinkeln (γ) der Schwenkwinkel (ß) verhältnismäßig klein bleibt. Der Fräskopf (12) ist mit einer mittigen Öffnung (16) versehen, durch die ein Bohrer (10) geführt ist, und trägt zwei Fräser (13), die einzeln oder gemeinsam oder zusammen mit dem Fräskopf (12) in Richtung des Doppelpfeiles (A) parallel zu den Bohrern (11) verschiebbar sind, und zur Herstellung der Nuten (5) in den Seitenflächen (4) des Holzbalkens (1) dienen.

Die Anordnung der Fräser (13) und ihrer Drehachsen (17) für die Nutenpaare der beiden Holzbalken ist auch in der Fig. 2 bis 4 angedeutet. Die beiden Fräser (13) liegen diametral zur Bohrungsachse (10) einander gegenüber und weisen jeweils eine Erzeugende auf, die sich aus einem den Boden (6) der Nut (5) bestimmenden viertelkreisbogenförmigen Abschnitt (14), wobei dessen Radius dem Radius der Bohrer (11) entspricht, und aus beidseitig anschließenden geraden Abschnitten (15) zusammengesetzt ist, die zueinander im rechten Winkel verlaufen und die Seitenwände (7) der Nut (5) bestimmen. Vor allem aus Fig. 5 ist «sichtlich «kennbar, daß in allen verschwenkten Stellungen des Fräskopfes (12) die Seitenwände (7) unterschiedliche Winkel zur -3-

Claims (6)

1. AT 394 072 B Seitenfläche (4) und unterschiedliche Breiten aufweisen. Die Bearbeitung aller Holzbalken zweier schiefwinklig aneinanderstoßender Seitenwände kann in derselben Einstellung des Fräskopfes erfolgen, da die erforderliche Gegengleichheit durch Verdrehen der Holzbalken um die Längsachse erreicht werden kann. PATENTANSPRÜCHE 1. Holzbalken für Blockhäuser od. dgl., der an jedem zur Ausbildung einer Eckverbindung mit überkreuzenden Nachbarbalken vorgesehenen Ende Aussparungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer Lagerfläche (2) des Holzbalkens (1) eine zylindrische Bohrung (3) und in jeder der beiden Seitenflächen (4) eine über die Höhe des Holzbalkens durchgehende Nut (5) vorgesehen ist, deren Seitenwände (7) unterschiedliche Winkel mit der Seitenfläche (4) des Holzbalkens einschließen und in einander in der Bohrachse (10), vorzugsweise im rechten Winkel, schneidenden Ebenen liegen, und deren Boden (6) im Bereich der Bohrung (3) in diese offen und im Anschluß daran gekrümmt ist, wobei der Krümmungsradius dem Radius der Bohrung (3) entspricht.
2. 2. Holzbalken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Lagerflächen (2) des Holzbalkens (1) je eine zylindrische Bohrung (3) vorgesehen ist, die ein Viertel der Höhe des Holzbalkens (1) umfaßt.
3. 3. Bearbeitungsmaschine für den Endbereich eines Holzbalkens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen axial verschiebbaren Bohrer (11), und durch einen um die Bohrungsachse (10) verschwenkbaren Fräskopf (12), der einander in bezug auf die Bohrungsachse (10) gegenüberliegende Fräser (13) trägt, die einzeln oder gemeinsam parallel zur Bohrerachse (10) verschiebbar sind.
4. 4. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 3 für den Endbereich eines Holzbalkens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von axial verschiebbaren Bohrern (11) vorgesehen ist, die in bezug auf die beiden Fräser (13) einander gegenüberliegen.
5. 5. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bohrer (11) den verschwenkbaren Fräskopf (12) mittig durchsetzt.
6. 6. Bearbeitungsmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Fräser (13) eine Erzeugende aufweist, die aus einem einen Viertelkreisbogen umfassenden konkaven Mittelabschnitt (14), dessen Krümmungsradius dem Bohrradius entspricht, und aus beidseitig senkrecht anschließenden geraden Abschnitten (15) besteht. Hiezu 5 Blatt Zeichnungen