DE102004014853A1 - Verfahren zur Anbringung von Druckschrauben in druckbelasteten Bereichen von Holzkonstruktionen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anbringung von Druckschrauben (22, 24, 30, 32, 44, 46) in druckbelasteten Bereichen von Holzkonstruktionen. Ein druckausübendes, im wesentlichen plattenförmiges Beschlagelement (14, 42) wird auf die Oberfläche eines oder zweier benachbarter Holzbauteile (10, 12, 38) aufgesetzt und es wird/werden eine oder mehrere Druckschrauben (22, 24, 30, 32, 44, 46), deren Material härter ist als das Material des Beschlagelements, selbstschneidend durch das Beschlagelement (14, 42) hindurch in das oder die Holzbauteile (10, 12, 38) eingeschraubt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anbringung von Druckschrauben in druckbelasteten Bereichen von Holzkonstruktionen.
• Die Erfindung betrifft ferner eine Haupt-Nebenträger-Verbindung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
• Holz ist ein Material, das zahlreiche Hohlräume enthält, so dass Bereiche, die stark druckbelastet sind, eingedrückt werden können. Dieses Problem tritt beispielsweise auf, wenn Holzbalken, etwa ein Haupt- und ein Nebenträger, durch sogenannte Balkenverbinder aus Metall verbunden werden. Derartige, zumeist aus Stahl bestehende Balkenverbinder sind naturgemäß wesentlich härter als das Holz, an dem sie angebracht werden, so dass sie bei entsprechender Belastung durchaus in das Holz eingedrückt werden können. Es ist daher in der letzten Zeit üblich geworden, in den druckbelasteten Bereichen Schrauben in das Holz einzudrehen, deren Köpfe als Stützfläche für auflagernde Lasten verwendet werden können, da die Schrauben die Belastung von der Oberfläche des Holzes bis tief in die Holzstruktur hinein verteilen. Ein derartiger Anwendungsfall ist beispielsweise in der DE 202 14 333.3 der Anmelderin beschrieben worden.
• In dem dort beschriebenen Sinne verwendete Druckschrauben müssen naturgemäß eingedreht werden, bevor das anzuschließende Teil, zumeist ein Holzverbinder, an dem Balken montiert werden kann. Dies bedeutet, dass zuvor die Positionen, in denen die Druckschrauben angebracht werden sollen, ermittelt und angezeichnet werden müssen. Die Montage eines anzuschließenden Teils, beispielsweise eines Balkenverbinders, zerfällt daher in zwei aufeinanderfolgende Arbeitsgänge, nämlich das zunächst erforderliche Positionieren und Eindrehen der Druckschrauben und die anschließende Montage des anzuschließenden Teils.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der obigen Art zu schaffen, durch das die Anbringung von Druckschrauben erheblich erleichtert wird.
• Ferner wird die gestellte Aufgabe durch eine Haupt-Nebenträger-Verbindung gelöst, die von dem erfindungsgemäßen Verfahren Gebrauch macht.
• Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass ein druckausübendes, im wesentlichen plattenförmiges Beschlagelement auf die Oberfläche eines oder zweier benachbarter Holzbauteile aufgesetzt wird und dass eine oder mehrere Druckschrauben, deren Material härter ist als das Material des Beschlagelements, selbst schneiden durch das Beschlagelement hindurch in das oder die Holzbauteile eingeschraubt wird.
• Bei einem derartigen Verfahren werden das Setzen der Druckschraube oder Druckschrauben und die Montage des anzuschließenden Teils, nämlich des Beschlagelements, zu einem Arbeitsgang zusammengefaßt. Dabei ist es erforderlich, dafür zu sorgen, dass sich zumindest einige Gewindegänge nach dem Setzen der Druckschraube in dem Beschlagelement befinden, so dass sich dieses mit dem durch die Schraube geschnittenen Gewinde in Achsrichtung der Schraube auf dieser abstützen kann. In der Regel sind daher Vollgewindeschrauben zu verwenden, deren Gewinde sich bis unmittelbar unter den Schraubenkopf erstreckt.
• Wie erwähnt, ist das Material der selbstschneidenden Schraube härter als das Material des Beschlagelements. Vorzugsweise besteht dieses aus Aluminium, die Schraube dagegen aus Stahl. In Betracht kommen unter gewissen Voraussetzungen auch Beschlagelemente aus Kunststoff.
• Das Beschlagelement kann Markierungen oder sogar vorgebohrte Bohrungen aufweisen, deren Durchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser der Druckschrauben. Dadurch kann das Anbringen der Druckschrauben erleichtert werden, da die Druckschraube das Gewinde in dem Beschlagelement nicht vollständig schneiden, sondern lediglich nachschneiden muß. Selbst Markierungen auf dem zu befestigenden Beschlagelement haben erhebliche Vorteile, da sie die Positionen, in denen Druckschrauben eingeschraubt werden sollen, anzeigen und ein Ausmessen und Anzeichnen überflüssig machen. Dies gilt erst recht für vorgebohrte Bohrungen. Das Beschlagelement selbst kann somit als Schablone verwendet werden. Die Positionen aller Schrauben können mit hoher Genauigkeit eingehalten werden.
• Wie in dem eingangs genannten Gebrauchsmuster 202 14 333.3 beschrieben wird, kann es bei zahlreichen Beschlagelementen Bereiche geben, die Schrauben erfordern, die nicht auf Zug, sondern auf Druck belastet sind. In diesen Bereichen kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Anbringung der Druckschrauben erfolgen. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Druckschrauben unmittelbar durch das Beschlagelement hindurch geschraubt werden, können sie zusammen mit den zugbelasteten Schrauben in einem Gang montiert werden. Ein zweistufiger Arbeitsgang ist nicht notwendig.
• Versuche haben gezeigt, dass es durchaus möglich ist, selbstschneidende Druckschrauben derart in ihrer Axialrichtung in einem plattenförmigen Beschlagelement zu verankern, dass die Druckbelastung von dem Beschlagelement über die Druckschraube bis in die Tiefe des Holzmaterials hinein verteilt und abgeleitet werden kann.
• Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
• 1 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Verbindung aus Haupt- und Nebenträger und ist der eingangs genannten Druckschrift entnommen, jedoch im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens abgeändert worden.
• 2 ist eine Draufsicht zu 1;
• 3 zeigt eine andere Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• 1 ist ein senkrechter Schnitt durch einen Hauptträger 10, an den ein Nebenträger 12 angeschlossen ist. 2 ist die zugehörige Draufsicht. In diesem Falle wird als Beschlagelement ein Verbinder 14 verwendet, der aus einer flachen, rechteckigen Platte aus Aluminium besteht. Diese Platte ist in eine rechteckige Tasche 16 eingelegt, die von oben in Bereiche des Hauptträgers 10 und des Nebenträgers 12 eingefräst ist.
• Aus einer gemeinsamen Betrachtung von 1 und 2 ergibt sich, dass insgesamt jeweils vier Schrauben in den Hauptträger 10 und den Nebenträger 12 eingeschraubt sind. Diese sind jeweils paarweise nebeneinander bzw. hintereinander angeordnet und sind in der Zeichnung mit 18,20,22,24,26,28 und 30,32 bezeichnet. Bei Berücksichtigung der statischen Verhältnisse ist erkennbar, dass die Schrauben 26,28 im Endbereich des Nebenträgers 12 Zugschrauben sein müssen, da diese Schrauben das Gewicht des Nebenträgers abzufangen haben. Auf der anderen Seite ist es erkennbar, dass die Schrauben 22,24 im an den Nebenträger angrenzenden Randbereich des Hauptträgers 10 Druckschrauben sein müssen, da sich hier der Verbinder 14 mit dem Gewicht des Nebenträgers 12 abstützt. Auf der anderen Seite ergibt sich aus den auf den Verbinder 14 einwirkenden Biegebelastungen, dass die Schrauben 18,20, in deren Position der Verbinder bei eintretender Verbiegung angehoben werden würde, Zugschrauben sein müssen, während andererseits im Bereich der Schrauben 30,32 am Ende des Verbinders 14 auf dem Nebenträger 12 wiederum als Druckschrauben ausgeführt sein müssen, da der Verbinder im Falle einer auftretenden Verbiegung hier in das Holz hineingedrückt werden würde.
• Da die Schrauben 22,24 auf dem Hauptträger und die Schrauben 30,32 auf dem Nebenträger 12 als Druckschrauben wirken müssen, sind diese vier Schrauben in den Verbinder 14 mit ihrem Gewinde eingeschnitten. Dadurch ergibt sich, dass sich der Verbinder 14 auf den vom jeweiligen Kopf 34,36 der als Druckschrauben wirkenden Schrauben ausgehende Gewindebereich dieser Schrauben eine axiale Verzahnung mit dem Verbinder 14 erfährt, so dass der Verbinder 14 hier entgegen den auftretenden Druckkräften an den Druckschrauben 34,36 und über diese im gesamten Holzvolumen der beiden Träger abgestützt wird.
• Die durch die Druckschrauben aufzunehmenden Kräfte, die von den Druckschrauben auf den Verbinder übertragen werden können, sind ausführlich untersucht worden. Es hat sich gezeigt, dass bei sogenannten Vollgewindeschrauben, deren Gewinde sich bis zum Kopf 34,36 erstreckt, und einer Plattenstärke von beispielsweise 20 mm des Verbinders 14 bei weitem ausreichende Kräfte übertragbar sind. Es ist daher nicht notwendig, dass sich der Verbinder in den druckbelasteten Bereichen auf der Oberseite des Kopfes abstützt. Vielmehr reicht auch eine Abstützung auf den Gewindegängen der Druckschrauben aus.
• 2 zeigt eine andere Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es soll beispielsweise davon ausgegangen werden, dass auf einem Träger 38 eine Stütze 40 abgestützt werden soll. Zu diesem Zweck wird der Fuß der Stütze mit einer Aluminiumplatte 42 unterlegt, und damit diese sich nicht in das Material des Trägers 38 eindrückt, werden in die Aluminiumplatte 42, die hier die Rolle eines Beschlagelements im Sinne der vorliegenden Beschreibung übernimmt, und durch diese hindurch selbstschneidende Schrauben 44,46 eingedreht, die die Aluminiumplatte 42 und die auf dieser liegenden Lasten an den Druckschrauben 34,36 abstützen, die die entstehenden Kräfte in das gesamte Volumen des Holzes des Trägers 38 verteilen.

Claims (7)

1. Verfahren zur Anbringung von Druckschrauben (22,24,30,32,44,46) in druckbelasteten Bereichen von Holzkonstruktionen, dadurch gekennzeichnet, dass ein druckausübendes, im wesentlichen plattenförmiges Beschlagelement (14,42) auf die Oberfläche eines oder zweier benachbarter Holzbauteile (10,12,38) aufgesetzt wird und dass eine oder mehrere Druckschrauben (22,24,30,32,44,46), deren Material härter ist als das Material des Beschlagelements, selbstschneidend durch das Beschlagelement (14,42) hindurch in das oder die Holzbauteile (10,12,38) eingeschraubt wird/werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschlagelement (14,42) Markierungen für die Positionen der einzudrehenden Druckschrauben (22,24,30,32,44,46) aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschlagelement (14,42) Bohrungen für das Eindrehen der selbstschneidenden Schrauben (22,24,30,32) mit kleinerem Durchmesser als diese vorgebohrt werden.
4. Verfahren, anwendbar nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschlagelement (42) eine Stützplatte ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschlagelement (14) ein plattenförmiger Verbinder zur Verbindung von Haupt- und Nebenträgern ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschlagelement (14,42) aus Aluminium besteht und dass die selbstschneidenden Schrauben (22,24,30,32,44,46) Stahlschrauben sind.
7. Haupt-Nebenträger-Verbindung für Holzkonstruktionen, hergestellt mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 6, bei der ein plattenförmiges Beschlagelement (14) im Verbindungsbereich von Haupt- und Nebenträger (10, 12) auf diese aufgelegt ist und in den auch druckbelasteten Bereichen Druckschrauben (22,24,30,32) durch das Beschlagelement (14) hindurch mit Gewindeeingriff in dieses in den Haupt- und Nebenträger eingeschraubt sind.