CH695786A5 - Holztragbalken. - Google Patents

Description

  [0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Tragbalkens mit einem schichtförmigen Aufbau aus verleimten Brettern aus Holz oder Holzmaterial und auf einen derartigen Tragbalken.

[0002] Holzbalken rechteckigen oder quadratischen Querschnitts werden seit langer Zeit im Hoch- und Tiefbau eingesetzt, insbesondere für Dachkonstruktionen von Gebäuden und Tragkonstruktionen von kleineren Brücken. Heute ist Holz wieder ein wichtiger einheimischer Baustoff.

   Holz ist einfach zu bearbeiten, ist ein guter Wärmeisolator, wirkt ästhetisch vorteilhaft und verleiht ein Gefühl von Geborgenheit.

[0003] Herkömmliche einteilige Holzbalken müssen bei grösseren Konstruktionen einen derart grossen Querschnitt aufweisen, dass sie nur noch aus wenigen Stämmen in massiver Form herausgesägt werden können.

[0004] Fortschritte in der Klebetechnik können im Holzbau nutzbringend angewendet werden, indem Tragbalken mit grossen Querschnitten nicht mehr einteilig, sondern aus mehreren kleineren Querschnitten verleimt werden, was als Abbinden bezeichnet wird. Die Querschnitte von verleimten Holzbalken, auch Holzbinder genannt, sind nicht mehr vom Durchmesser des ursprünglichen Holzstammes abhängig.

   Starke Holzbinder mit schichtförmigem Aufbau können selbst Grosshallen stützenfrei tragen.

[0005] Zur Herstellung eines Holzbinders werden entsprechend zugesägte Bretter verleimt, indem die Verbindungsflächen vorerst mit einem Klebstoff überzogen, die einzelnen Bretter oberflächenbündig aufeinandergeschichtet und zum Abbinden zusammengepresst werden.

   Bei entsprechender Qualität des Klebstoffs entsteht ein Holzbinder, welcher einem gleich dimensionierten einstückigen Holzbalken bezüglich der mechanischen und optischen Eigenschaften mindestens ebenbürtig ist.

[0006] Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, mit einem Verfahren der eingangs genannten Art qualitativ hochwertige Holzbinder vereinfacht herzustellen.

[0007] Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass
 im Wesentlichen brettförmige Formteile mit beidseits wenigstens zwei parallel in Längsrichtung verlaufenden, formschlüssig zusammenfügbaren Kämmen und/oder Nuten hergestellt werden, wobei die Kämme gegenüber den Nuten auf wenigstens einem Teil der Seitenwände ein geringes Übermass aufweisen,
beidseits vollflächig eine Leimschicht auf die Verbindungsflächen der Formteile aufgetragen wird,

  
die Formteile unter Bildung von Kamm-Nut-Paaren aufeinandergelegt und durch kurzes Klopfen oder Andrücken bis zum Erreichen des Formschlusses zusammengefügt werden, und
diese Formteile ohne weitere Druckanwendung abgebunden werden.

[0008] Spezielle und weiterbildende Ausführungsformen des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen.

[0009] Mit dem erfindungsgemässen Verfahren lassen sich Tragbalken aller Dimensionen herstellen, wobei das Kamm-Nut-System im Wesentlichen eine Doppelfunktion ausübt:
 Wie bei ähnlichen Kamm-Nut-Systemen können die einzelnen brettförmigen Formteile ohne weitere Hilfen präzis aufeinandergestapelt werden, ein seitliches Verrutschen ist ausgeschlossen.
 Dank dem erfindungsgemässen geringen Übermass können die brettförmigen Formteile vorerst Kamm auf Nut positioniert und dann die Kämme in die Nuten gedrückt werden.

   Dies kann - je nach den gewählten Parametern, wie Übermass, Härte und Elastizität des Holzes und Querschnittsgeometrie - durch Klopfen mit einer Hand, mit einem manuellen oder pneumatischen Hammer, auch indirekt mit Zwischenlage eines Brettes, mit einem pneumatischen Presswerkzeug mit zwei Klemmbacken oder mit sonstigen üblichen Mitteln erfolgen. Nach dem Zusammenfügen von Kämmen und Nuten der mit einem geeigneten Holzklebstoff vollflächig überzogenen Formteile sind diese so weit und so gut fixiert, dass sie ohne jede weitere Spannapparaturen oder dgl. abbinden können.

[0010] Die einzelnen Formteile werden durch Sägen von Brettern und Herausfräsen von Kämmen und Nuten hergestellt, wobei die Holzart je nach den statischen und allenfalls atmosphärischen Bedingungen ausgewählt wird.

   Die brettförmigen Formteile können jedoch auch aus insbesondere groben Holzspänen hergestellt sein, indem übliche Pressverfahren angewendet werden.

[0011] Das Übermass der Kämme/Nuten liegt vorzugsweise im Bereich bis zu etwa 1 mm, insbesondere von 0,1 bis 1,0 mm. Ist das Übermass zu gross, kann ein Kamm insbesondere bei hartem Holz nur mit erheblichem Aufwand in die Nut gedrückt werden, überdies können Beschädigungen auftreten. Bei zu kleinem Übermass entsteht die gewünschte Klemmwirkung nach dem Erreichen des Formschlusses nicht oder zu wenig, insbesondere bei weichem Holz. In der Praxis hat sich ein Übermass im Bereich von etwa 0,5 mm als zweckmässig herausgestellt.

   Das Einführen der Kämme in die Nuten kann erleichtert werden, indem deren freie Längskanten abgerundet oder angefast hergestellt werden.

[0012] Das Übermass zwischen Kamm und Nut dient ausschliesslich einer Haltefunktion bis zum Abbinden, es können übliche Press- oder Klemmwerkzeuge und entsprechende Maschinen eingespart werden.

   Zur mechanischen Stabilität des Tragbalkens nach dem Abbinden trägt das Übermass nicht in nennenswertem Mass bei, die mechanische Stabilität der Verbindung der abgebundenen brettförmigen Formteile wird durch den Kleber gewährleistet.

[0013] Der erfindungsgemässe Tragbalken mit einem schichtförmigen Aufbau aus brettförmigen, vollflächig miteinander verleimten Formteilen mit beidseits wenigstens zwei parallel in Längsrichtung verlaufenden, formschlüssig ineinander gepassten Paaren von Kamm/Nut lässt nicht nur teure und aufwendige Spannapparaturen überflüssig werden.

   Weitere Vorteile sind:
 Bei einem Brand schmilzt der besser brennende Leim zwischen den Schichten eines Holztragbalkens, durch die Ausbildung eines Kamm-Nut-Systems wird dieser Effekt vermindert, d.h. der Brandschutz verbessert.
 In Tragkonstruktionen können bei extrem hohen Belastungen Scherkräfte entstehen, welche bei einfachen Brettern zu einem Bruch zwischen zwei Schichten führen können. Dies wird bei der Verwendung von erfindungsgemässen Formteilen mit einem Kamm-Nut-System vermieden.

[0014] Die nicht selten eingesetzten bogenförmigen Holzbinder werden während der Verleimung gebogen.

   Auch hier ist bei der Verwendung von erfindungsgemässen brettförmigen Formteilen mit Kämmen und Nuten kein seitliches Ausweichen möglich.

[0015] Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, welche auch Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen sind, näher erläutert. Es zeigen schematisch:
<tb>Fig. 1<sep>einen Querschnitt durch ein brettförmiges Formteil,


  <tb>Fig. 2<sep>eine perspektivische Teilansicht eines Tragbalkens mit schichtförmigem Aufbau,


  <tb>Fig. 3<sep>einen Querschnitt von zwei aufeinanderliegenden Formteilen nach Fig. 1 im Kamm-Nut-Bereich,


  <tb>Fig. 4<sep>ein Detail IV von Fig. 3 mit abgerundeten Längskanten,


  <tb>Fig. 5<sep>eine Variante gemäss Fig. 4 mit angefasten Längskanten,


  <tb>Fig. 6<sep>einen formschlüssig in eine Nut eingeführten Kamm gemäss Fig. 3,


  <tb>Fig. 7<sep>eine Variante gemäss Fig. 3 mit konkaven Seitenwänden des Kamms und konvexen Seitenwänden der Nut, und


  <tb>Fig. 8<sep>eine weitere Variante gemäss Fig. 3 mit sägezahnförmig ausgebildeten Seitenwänden von Kamm und Nut.

[0016] Fig. 1 zeigt ein im Wesentlichen brettförmiges Formteil 10, im vorliegenden Fall aus Fichtenholz mit einem Querschnitt von 12X3 cm. Auf der einen Seite des Formteils sind zwei parallel längslaufende Nuten 12 ausgespart, auf der gegenüberliegenden Seite zwei längslaufende Kämme 14 ausgebildet. Die fixen Längskanten 16 der Nuten 12 und die freien Längskanten 18 der Kämme 14 sind abgerundet.

[0017] Nach nicht dargestellten Varianten gemäss Fig. 1 können mehr als zwei Nuten 12 und entsprechend mehr Kämme 14 ausgebildet sein, insbesondere bei breiteren Formteilen 10.

   Bei der Ausbildung von drei Kamm-Nut-Paaren können Kämme 14 und Nuten 12 alternierend ausgebildet sein.

[0018] Auf der Oberseite und der Unterseite des Formteils 10, eingeschlossen die Nuten 12 und Kämme 14, ist vollflächig eine dünne Leimschicht 20 aufgetragen, welche aus einem üblichen Kleber für Holz besteht und mit üblichen Verfahren aufgetragen worden ist. Die Seitenflächen 32 bleiben leimfrei.

[0019] In Fig. 2 ist ein Tragbalken 22 mit einem schichtförmigen Aufbau aus Formteilen 10 gemäss Fig. 1 angedeutet. Die in Richtung L längslaufenden Kämme 14 sind in die entsprechenden Nuten 12 (Fig. 1) des darunter liegenden Formteils gedrückt und über eine vollflächige Leimschicht 20 miteinander verklebt. Das Hineindrücken des Formteils 10 erfolgt beispielsweise durch Klopfen mit der Hand oder mit einem Werkzeug, z.B. zwei pneumatischen Pressbacken.

   Mit letzteren kann auch ein ganzer Stapel von Formteilen 10 in einem Arbeitsgang zusammengedrückt werden, bis der Formschluss aller Bretter erreicht ist.

[0020] In Fig. 3 ist der Bereich Nut 12-Kamm 14 von zwei aufeinandergelegten Formteilen 10 mit je einer vollflächig aufgetragenen Leimschicht 20 dargestellt.

   Die Stirnfläche 24 des Kamms 14 ist etwas breiter ausgebildet als die Öffnung der Nut 12, die abgerundeten Längskanten 16, 18 liegen getrennt durch einen dünnen Leimfilm aufeinander, das unbelastete obere Formteil 10 wird abgestützt.

[0021] Die Nut 12 ist querschnittlich schwalbenschwanzförmig ausgebildet, der entsprechende Winkel alpha  der Hinterschneidung liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5  , insbesondere bei etwa 2  , gemessen bezüglich der Senkrechten zum Nutenboden 26, welcher parallel zur Oberfläche des Formteils 10 verläuft.

[0022] Fig. 4 zeigt den Bereich IV von Fig. 3 mit weggelassener Leimschicht 20. Das Übermass u des Kamms 14 bzw. von dessen Stirnfläche gegenüber der Öffnung der Nut 12 ist gering, es beträgt etwa 0,5 mm.

   Das Übermass u ist also einerseits so gross, dass das Formteil in Nut-Kamm-Position problemlos aufgelegt werden kann, andererseits jedoch der Kamm problemlos zum Formschluss in die Nut 12 gebracht werden kann. In dieser Endposition gemäss Fig. 6 werden die beiden Formteile 10 ohne aufwendige und teure Spannapparaturen fixiert, bis die Leimschicht 20 abgebunden hat.

[0023] Fig. 5 zeigt zwei entsprechend Fig. 4 aufeinanderliegende angefaste Längskanten 12, 14 des Kamm-Nut-Systems von Formteilen 10. Beide freien Längskanten 12, 14 sind mit demselben Winkel angefast und liegen vollflächig aufeinander.

[0024] In der Ausführungsform gemäss Fig. 7 sind die Seitenwände 28 des Kamms 14 konvex ausgebildet, die Seitenwände 30 der Nut 12 entsprechend konkav.

   Das obere Formteil 10 ist auf das untere gelegt, die abgerundeten freien Längskanten 16, 18 liegen dank dem Übermass u (Fig. 4) aufeinander. Die Nut 12 und der Kamm 14 sind nach dem Einbringen zum Formschluss und Abbinden, insbesondere im Bereich des Nutenbodens 26 und der Stirnfläche 24 des Kamms 14 durch die Leimschicht 20 fixiert.

[0025] Nach einer weiteren Variante gemäss Fig. 8 sind die Seitenwände 28 des Kamms 14 und die Seitenwände 30 der Nut 12 sägezahnförmig ausgebildet. Das wiederum über die abgerundeten Längskanten 16, 18 abgestützte obere Formteil 10 kann mit dem Kamm 14 in die Nut 12 des unteren Formteils 10 geklopft oder gedrückt werden, bis der Nutenboden 26 und die Stirnfläche 24 des Kamms 14 nur noch durch die vollflächig aufgetragene Leimschicht 20 getrennt sind.

   Diese Leimschicht ist - wie in Fig. 7 - nur teilweise dargestellt, erstreckt sich jedoch vollflächig über den Bereich des brettförmigen Formteils 10, Nuten 12 und Kämme 14 eingeschlossen, lediglich die die Aussenfläche des Tragbalkens 22 Fig. 2 bildenden Seitenflächen 32 des Formteils 10 haben keine Leimschicht 20.

[0026] In Anlehnung an Fig. 8 können die Seitenwände 28 des Kamms 14 und die Seitenwände 30 der Nut 12 in verschiedenster Weise ausgebildet sein, z. B. rillenförmig (34), wobei die gleiche Regel wie für die in Fig. 3, 7 und 8 dargestellten Ausführungsformen gilt, das obere Formteil muss mit den Kämmen auf die Nuten des unteren Formteils 10 aufgelegt und problemlos zur Bildung eines Formschlusses in dieses geklopft oder gedrückt werden können.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung eines Tragbalkens (22) mit einem schichtförmigen Aufbau aus verleimten Brettern aus Holz oder Holzmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass - im Wesentlichen brettförmige Formteile (10) mit beidseits wenigstens zwei parallel in Längsrichtung (L) verlaufenden, formschlüssig zusammenfügbaren Kämmen (14) und/oder Nuten (12) hergestellt werden, wobei die Kämme (14) gegenüber den Nuten (12) auf wenigstens einem Teil der Seitenwände (28, 30) ein geringes Übermass (u) aufweisen, - beidseits vollflächig eine Leimschicht (20) auf die Verbindungsflächen der Formteile (10) aufgetragen wird, - die Formteile (10) unter Bildung von Kamm-Nut-Paaren aneinandergelegt und durch kurzes Klopfen oder Andrücken bis zum Erreichen des Formschlusses zusammengefügt werden, und - diese Formteile (10) ohne weitere Druckanwendung abgebunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kämme (14) und Nuten (12) mit einem Übermass (u) von 0,1 bis 1,0 mm, vorzugsweise etwa 0,5 mm, hergestellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Längskanten (16, 18) der Kämme (14) und/oder Nuten (12) abgerundet oder angefast hergestellt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass hinterschnittene Nuten (12) und querschnittlich entsprechend ausgebildete Kämme (14) hergestellt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kämme (14) und Nuten (12) querschnittlich schwalbenschwanzförmig ausgebildet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kämme (14) und Nuten (12) mit einer Hinterschneidung (alpha ) von 1 bis 5 , vorzugsweise von etwa 2 , bezüglich der Senkrechten zum Nutenboden (26) hergestellt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (28) der Kämme (14) querschnittlich konvex, die Seitenwände (30) der Nuten (12) konkav, oder umgekehrt, hergestellt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (28, 30) der Kämme (14) und Nuten (12) mit wenigstens je einer längslaufenden Rille (34), auch in Sägezahnform, hergestellt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinandergelegten Formteile (10) mit einem Klopfen von Hand, mit einem Schlag- oder Presswerkzeug zum Formschluss zusammengefügt werden.

10. Tragbalken (22) mit einem schichtförmigen Aufbau aus verleimten Brettern aus Holz oder Holzmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass brettförmige, vollflächig miteinander verleimte Formteile (10) beidseits wenigstens zwei parallel in Längsrichtung (L) verlaufende, formschlüssig ineinandergepasste Paare von Kamm (14) und Nut (12) haben.