DE10013810A1 - Träger aus Holz mit auf Querzug belasteten Abschnitten - Google Patents

Abstract

Bei einem Träger (1) aus Holz sind mehrere auf Querzug belastete Abschnitte vorhanden, welche unter anderem im Bereich von Ausschnitten oder Durchbrüchen (3) sich besonders auswirken. Um diese Querzugbelastung aufzunehmen, sind quer zur Längsrichtung des Trägers (1) verlaufend eingesetzte stabförmige Elemente vorhanden, welche von Schrauben (4) gebildet sind. Diese Schrauben sind von der Oberseite (5) oder von der Unterseite (6) des Trägers (1) aus eingedreht und führen jeweils nur über einen Teil der Höhe (H) des Trägers (1) und sind somit unmittelbar der auf Querzug belasteten Zone (2) zugeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Träger aus Holz mit auf Querzug belasteten Abschnitten, welche durch im Wesentlichen quer zur Längsrichtung desselben verlaufend angeordnete, stabförmige Elemente verstärkt sind.

Gerade bei Durchbrüchen im Bereich solcher Träger aus Holz oder aber im Bereich deren Enden, wenn Ausklinkungen im Bereich des Auflagerbereiches vorgesehen sind, ergeben sich besondere Be­ lastungen durch quer zur Faserlängsrichtung verlaufende Kräfte, so daß sich in diesen Bereichen pa­ rallel zur Faserrichtung in dem Träger aus Holz ausgerichtete Risse und Spalte bilden können.

Es ist schon vorgeschlagen worden, gerade in diesen auf Querzug belasteten Abschnitten von Trä­ gern aus Holz als besondere Verstärkung stabförmige Elemente einzusetzen. In der Regel wurden die­ se stabförmigen Elemente in vorgebohrte Löcher eingeklebt. Es wurde dadurch eine gewisse Verstär­ kung des Trägers quer zur Längsrichtung desselben, also quer zur Faserrichtung erzielt.

Es muß dabei davon ausgegangen werden, daß bisher die zum Einsetzen der stabförmigen Elemente herzustellenden Bohrungen in der Regel über die ganze Höhe eines Trägers durchgeführt worden sind oder zumindest von der Oberseite oder der Unterseite des Trägers ausgehend bis weit über den ei­ gentlichen, auf Querzug belasteten Abschnitt hinausgehend hergestellt worden sind. Einerseits ergibt sich dadurch ein entsprechender Zeitaufwand für die Herstellung der Bohrung, für das Einsetzen des stabförmigen Elementes und für das Einkleben desselben, und andererseits ergibt sich ein besonderer Materialaufwand durch entsprechend lange stabförmige Elemente und eine entsprechend große not­ wendige Masse an Klebstoff.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, bei einem Träger der eingangs genannten Art die Verstärkungsmöglichkeiten im Bereich von auf Querzug belasteten Abschnitten wesentlich zu verbessern.

Erfindungsgemäß gelingt dies dadurch, daß die stabförmigen Elemente von zumindest an ihren bei­ den Endbereichen mit Gewindeabschnitten versehenen Schrauben gebildet sind, welche über eine auf Querzug belastete Zone geführt und von der Ober- oder der Unterseite des Trägers aus eingedreht, nur über einen Teil der Höhe des Trägers geführt und somit unmittelbar der auf Querzug belasteten Zone zugeordnet sind.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich geworden, relativ kurze Schrauben ein­ zusetzen anstelle der bisherigen, sehr langen stabförmigen Elemente. Die Übernahme der Zugkräfte wird allein durch die Gewindeabschnitte gewährleistet, welche in das Holz des Trägers eingreifen.

Durch die Erfindung ist praktisch die Möglichkeit geschaffen worden, eine Schraube für den vorlie­ genden Zweck einzusetzen, welche eben entsprechend tief versenkt wird und somit dort angeordnet ist, wo entsprechende Querzugkräfte auftreten. Gerade bei besonders hohen Trägern aus Holz wirkt sich dies vorteilhaft aus. Solche Träger können eine Höhe von einem oder mehr als einem Meter auf­ weisen, wobei aber eine Verstärkung wegen des auftretenden Querzuges nur auf einem bestimmten Höhenbereich des Trägers notwendig ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung wird darin gesehen, daß die Schrauben oberhalb und unterhalb einer Zone mit erhöhtem Querzug annähernd gleich weit diese Zone überragen. Es ist damit gewährleistet, daß die Gewindebereiche, welche den beiden Enden der Schraube zugeordnet sind, eine ausreichen­ de Verankerung in im Wesentlichen gleichen Ausmaß haben, so daß die Querzugkräfte ohne Proble­ me übernommen werden können. Eine solche Anordnung ist aber eben nur dann möglich, wenn die Schrauben entsprechend weniger tief oder eben tiefer in den Träger aus Holz eingedreht werden kön­ nen.

In diesem Zusammenhang ergibt sich in vorteilhafter Weise, daß die Länge der Schrauben kleiner ausgebildet ist als die halbe Höhe des Trägers. Insbesondere bei Trägern mit besonderer Höhe ergibt sich dadurch eine sehr wesentliche Materialersparnis, und außerdem ist gerade beim Einsatz von Schrauben mit Gewindeabschnitten ein möglichst geringes Einformdrehmoment gegeben. Solche Schrauben können ja ohne Vorbohren eines Loches in den Träger aus Holz eingedreht werden, wobei auch ein entsprechend tiefes Einsenken möglich wird.

Gerade bei einem Träger aus Holz mit relativ großer Höhe ergeben sich in bestimmten Bereichen - beispielsweise im Mittelbereich eines gebogenen Trägers - mehrere auf Querzug belastete Abschnit­ te, wobei dies Schichten aller Bereiche bezogen auf die Höhe des Trägers betreffen kann. In einem solchen Falle läßt sich die erfindungsgemäße Maßnahme ebenfalls vorteilhaft einsetzen, wenn näm­ lich in auf Querzug belasteten Abschnitten zwei oder mehrere Schrauben mit Abstand annähernd pa­ rallel zueinander ausgerichtet und axial, also über die Höhe des Trägers versetzt zueinander einge­ dreht sind. Es kann somit ein relativ großer Abschnitt eines Trägers mit einer besonderen Querzug­ verstärkung versehen werden, und zwar durch das Eindrehen einer Vielzahl von Schrauben, welche von der Ober- oder der Unterseite des Träges aus eingedreht sind und dabei mehr oder weniger weit eingedreht werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß die Schrauben über die ganze Schaftlänge mit einem Gewinde versehen sind. Es ist damit gewährleistet, daß die Schrauben über deren ganze Länge in das Holz des Trägers eingreifen können und somit relativ hohe Querzugkräfte zu übertragen im Stan­ de sind.

Weiters wird vorgeschlagen, daß die Schrauben an ihrem einen Ende einen Innenwerkzeugangriff aufweisen, wobei der Durchmesser des diesen Innenwerkzeugangriff umgebenden Abschnittes der Schrauben annähernd gleich groß oder nur geringfügig größer ausgebildet ist als der Außendurch­ messer des Gewindes. Durch diese Maßnahmen ist die Möglichkeit geschaffen, ohne besondere Er­ höhung des Eindrehmomentes und ohne Verletzung der Gewindebereiche in dem Holz die Schraube relativ weit versenkt einzudrehen. Auch durch diese Maßnahme wird die Möglichkeit geschaffen, die Schrauben sehr weit versenkt einzudrehen, um sie eben dorthin zu bringen, wo die auf Querzug bela­ steten Abschnitte vorhanden sind.

Eine vorteilhafte und sehr einfache Handhabung beim Eindrehen der Schrauben in den Träger aus Holz liegt dann vor, wenn die Schrauben mit einem Schraubendreherbit eingedreht sind, dessen an den Angriffsbereich zum Ansetzen an der Schraube anschließender Schaft oder ein gedachter Hüllzy­ linder dieses Schaftes einen Durchmesser aufweist, der gleich oder kleiner ist als der Durchmesser des den Innenwerkzeugangriff umgebenden Abschnittes der Schraube, und eine Länge zum Über­ brücken des Bereiches der Höhe des Trägers vom Innenwerkzeugangriff der Schraube bis zur oberen oder unteren Begrenzung und weiters bis zum Schraubereinsatz aufweist. Es kann also in einfacher Weise durch die Verwendung eines relativ langen Schraubendreherbits erreicht werden, daß die Schrauben auf die gewünschte Tiefe in dem Träger aus Holz eingedreht werden. Ohne die Notwen­ digkeit eines Vorbohrens wird dadurch die Möglichkeit geschaffen, die Schraube an der entsprechen­ den Stelle bezogen auf die Höhe des Trägers ordnungsgemäß setzen zu können.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale und besondere Vorteile werden in der nachstehenden Beschrei­ bung anhand an der Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Abschnitt eines gebogenen Trägers aus Holz im Schnitt dargestellt, wobei verschiedene auf Querzug belastete Abschnitte aufgezeigt sind;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes aus dem Träger nach Fig. 1 mit der Darstel­ lung eines Durchbruches;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Endbereiches eines Trägers mit einer Ausklinkung;

Fig. 4 bis Fig. 8 verschiedene Ausbildungen und Bereiche von Trägern aus Holz, wobei gerade auf Querzug belastete Abschnitte dargestellt sind.

Bei einem Träger 1 aus Holz gibt es eine Reihe von auf Querzug belastete Zonen 2, welche im We­ sentlichen in Längsrichtung des Trägers 1, also in der Faserrichtung des Holzes verlaufen. Ob nun dieser Träger im vollen Querschnitt aus gewachsenem Holz gebildet ist oder aus Brettschichtholz, al­ so als Leimbinder ausgeführt ist, hat auf die Auswirkung von auf Querzug belasteten Abschnitten praktisch keinen Einfluß, da immer im Bereich von Ausschnitten oder Durchbrüchen 3 oder aber auch in anderen Bereichen eine Querzugbelastung vorhanden ist.

Anstelle der bisher üblichen Maßnahmen (Vorbohren - Einsetzen von stabförmigen Elementen - Ein­ kleben dieser stabförmigen Elemente - relativ lange Austrocknungszeit des Klebers) soll nun direkt in das volle Material eine Schraube 4 in den Träger 1 eingedreht werden. Diese hier einzusetzenden Schrauben 4 weisen zumindest an ihren beiden Endbereichen Gewindeabschnitte auf. Es ist aber auch denkbar, über die ganze Schaftlänge der Schrauben 4 ein Gewinde vorzusehen. Die Länge L der Schrauben 4 ist bei Trägern 1 relativ großer Höhe H kleiner als die halbe Höhe H des Trägers 1 aus­ gebildet. Bei Trägern geringerer Höhe H kann dieses Verhältnis zur Länge L der Schrauben 4 natürlich auch in die andere Richtung gehen. Nur beispielsweise kann festgehalten werden, daß bei einer Trä­ gerhöhe H von einem Meter auch eine Länge L der Schrauben 4 von 20 cm oder weniger möglich ist.

Dies gelingt eben besonders dadurch, daß die Schrauben 4 exakt der auf Querzug belasteten Zone zugeordnet werden. Nach dem Eindrehen der Schrauben 4 von der Oberseite 5 oder von der Unter­ seite 6 des Trägers 1 her werden die Schrauben 4 eben so weit eingedreht, daß sie unmittelbar der auf Querzug belasteten Zone 2 zugeordnet sind. Es ist aus den Fig. 1 bis 3 auch ersichtlich, daß vor­ teilhaft die Schrauben 4 oberhalb und unterhalb einer Zone 2 annähernd gleich weit diese Zone 2 überragen. Es ist damit eine optimale Einleitung der Querzugkräfte auf die an die jeweiligen Zonen 2 anschließenden Bereiche des Trägers 1 möglich.

Gerade bei der Darstellung in Fig. 1 (Beispiel ganz rechts) wird aufgezeigt, daß in auf Querzug bela­ steten Abschnitten mehrere auf die Höhe H des Trägers 1 verteilte Zonen vorhanden sind, die auf Querzug belastet werden. In diesen Abschnitten können dann zwei oder mehrere Schrauben 4 mit Abstand annähernd parallel zueinander ausgerichtet eingedreht werden, wobei diese dann axial, also über die Höhe H des Trägers 1 versetzt zueinander eingedreht sind.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, zwei oder mehr als zwei Schrauben 4 unmittelbar hin­ tereinander gleichachsig einzudrehen, wobei dann die erste Schraube entsprechend tief versenkt werden muß. In einem solchen Falle könnte auch die dann nachfolgende Schraube gegebenenfalls ei­ nen größeren Außendurchmesser aufweisen. Es können Schrauben 4 auch von den entgegengesetz­ ten Seiten, also von der Oberseite 5 und der Unterseite 6 des Trägers 1 gleichachsig eingedreht wer­ den, wenn die Schrauben über einen entsprechend größeren Bereich der Höhe H des Trägers 1 ge­ führt werden sollen.

Die Schrauben 4 weisen an ihrem einen Ende einen Innenwerkzeugangriff auf, wobei der Durchmes­ ser des den Innenwerkzeugangriff umgebenden Abschnittes der Schrauben 4 gleich groß oder nur geringfügig größer ausgebildet ist als der Außendurchmesser des Gewindes. Dadurch ist ein leichtes Eindrehen der Schrauben 4 in diese relativ weit versenkte Stellung möglich, zumal durch den größe­ ren "Kopf" der Schraube keine wesentliche Drehmomenterhöhung beim Eindrehen der Schrauben 4 vorhanden ist.

Das Eindrehen der Schrauben 4 in diese relativ weit versenkte Stellung kann in einfacher Weise mit einem entsprechenden Schraubendreherbit erfolgen, dessen an den Angriffsbereich zum Ansetzen an der Schraube anschließender Schaft oder ein gedachter Hüllzylinder dieses Schaftes einen Durchmes­ ser aufweist, der geich oder kleiner ist als der Durchmesser des den Innenwerkzeugangriff umgeben­ den Abschnittes der Schraube 4. Dieser Schraubendreherbit hat dann eine Länge zum Überbrücken des Bereiches der Höhe H des Trägers vom Innenwerkzeugangriff der Schraube 4 ausgehend bis zur oberen oder unteren Begrenzung 5 bzw. 6 des Trägers 1 und weiters bis zum Schraubereinsatz. In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, beispielsweise am Schraubendreherbit entsprechende Markierungen vorzusehen, um dadurch exakt feststellen zu können, in welcher Einschraubtiefe die Schraube 4 in den Träger 1 eingedreht worden ist. Es können also am Schraubendreherbit beispiels­ weise Rillen, Einkerbungen, Farbmarkierungen oder dergleichen vorgesehen sein.

Je nach entsprechendem Einsatzgebiet der Schrauben 4, also je nach Ausbildung und Form der Durchbrüche in einem Träger 1, je nach Durchbiegung desselben oder je nach Spannweite ergeben sich an den verschiedensten Bereichen des Trägers 1 auch querzugbelastete Abschnitte und somit auch ganz spezielle, auf Querzug belastete Zonen 2. So ist beispielsweise aus Fig. 4 ersichtlich, daß solche auf Querzug belastete Zonen 2 im Mittelbereich der Länge von gebogenen Trägern 1 vorhan­ den sind. In gleicher Weise ergeben sich solche auf Querzug belastete Zonen 2 in Trägern, welche an ihren Oberseiten eine Art Dachform vorgeben. Auch hier entstehen diese Querzugkräfte praktisch im Mittelbereich bezogen auf die Gesamtlänge des Trägers. Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß bei einem Durchbruch 3 die auf Querzug belasteten Zonen 2 nicht unbedingt auf beiden Seiten dieses Durch­ bruches 3 in verschiedener Höhe vorhanden sind, sondern auch auf gleicher Höhe wirksam sein kön­ nen. Dies wird je nach Belastungsfall eines Trägers aus Holz entsprechend ermittelt.

Auf Querzug belastete Zonen 2 ergeben sich auch bei einer U-förmigen Ausklinkung in einem Trä­ ger 1, um dort einen quer dazu verlaufenden Balken 7 einzusetzen. In der Ausgestaltung nach Fig. 8 ist praktisch eine Ergänzung der Aufstellung aufgezeigt, wie sie auch in Fig. 3 dargestellt worden ist. Bei einer entsprechenden Ausklinkung 8 in dem Träger 1 aus Holz ergibt sich auch hier gerade in dem dargestellten Bereich eine auf Querzug belastete Zone 2.

In all diesen auf Querzug belasteten Abschnitten, insbesondere in den speziell auf Querzug belaste­ ten Zonen 2 kann durch den erfindungsgemäßen Einsatz von Schrauben durch direktes Eindrehen derselben, also ohne Vorbohren, eine entsprechende Querkraftverstärkung erzielt werden.

Claims (7)

1. Träger aus Holz mit auf Querzug belasteten Abschnitten, welche durch im Wesentlichen quer zur Längsrichtung desselben verlaufend angeordnete, stabförmige Elemente verstärkt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die stabförmigen Elemente von zumindest an ihren beiden Endbereichen mit Gewindeabschnitten versehenen Schrauben (4) gebildet sind, welche über eine auf Querzug bela­ stete Zone (2) geführt und von der Ober- oder der Unterseite des Trägers (1) aus eingedreht, nur über einen Teil der Höhe (H) des Trägers geführt und somit unmittelbar der auf Querzug belaste­ ten Zone (2) zugeordnet sind.

2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (4) oberhalb und unterhalb einer Zone (2) mit erhöhtem Querzug annähernd gleich weit diese Zone (2) überragen.

3. Träger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) der Schrauben (4) kleiner ausgebildet ist als die halbe Höhe (H) des Trägers (1).

4. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in auf Querzug belasteten Abschnitten zwei oder mehrere Schrauben (4) mit Abstand annähernd parallel zueinander ausgerichtet und axial, also über die Höhe (H) des Trägers (1) versetzt zueinander eingedreht sind.

5. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (4) über die ganze Schaft­ länge mit einem Gewinde versehen sind.

6. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (4) an ih­ rem einen Ende einen Innenwerkzeugangriff aufweisen, wobei der Durchmesser des diesen Innen­ werkzeugangriff umgebenden Abschnittes der Schrauben (4) annähernd gleich groß oder nur ge­ ringfügig größer ausgebildet ist als der Außendurchmesser des Gewindes.

7. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (4) mit ei­ nem Schraubendreherbit eingedreht sind, dessen an den Angriffsbereich zum Ansetzen an der Schraube (4) anschließender Schaft oder ein gedachter Hüllzylinder dieses Schaftes einen Durch­ messer aufweist, der gleich oder kleiner ist als der Durchmesser des den Innenwerkzeugangriff umgebenden Abschnittes der Schraube (4), und eine Länge zum Überbrücken des Bereiches der Höhe (H) des Trägers (1) vom Innenwerkzeugangriff der Schraube (4) bis zur oberen oder unteren Begrenzung (5, 6) und weiters bis zum Schraubereinsatz aufweist.