DE102006055976B4

DE102006055976B4 - Verfahren zur Herstellung eines Strukturteils für Holzbauten

Info

Publication number: DE102006055976B4
Application number: DE200610055976
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2012-07-19
Anticipated expiration: 2026-11-25
Also published as: EP2092132B1; DE102006055976A1; WO2008062037A1; EP2092132A1; PL2092132T3

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Strukturteils für Holzbauten, insbesondere Pfosten, Balken, Boden und/oder Decken- bzw. Wandteil, im Wesentlichen bestehend aus in mehreren Lagen angeordneten stab- oder stangenförmigen Holzelementen (1), die miteinander, insbesondere form- oder kraftschlüssig, verbunden sind, wobei als Holzelemente (1) Hohlprofile mit zumindest einer Längsbohrung (2) verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlprofile aus feuchten Schwachholzstämmen hergestellt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von Strukturteilen für Holzbauten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beispiele für derartige Strukturteile werden in der DE 102 30 323 A1 beschrieben. Nach dieser Druckschrift ist vorgesehen, dass die Holzteile im Wesentlichen einen sechseckigen Querschnitt aufweisen, so dass die Holzelemente in Achsansicht ein Sechseck-Wabenmuster bilden. Zur Verbindung von nebeneinander angeordneten Holzelementen dienen in Querbohrungen der Holzelemente eingetriebene Dübel, wobei in Längsrichtung eines Holzelementes aufeinanderfolgende Dübel in Achsansicht des Holzelementes einander unter einem Winkel von etwa 60° überkreuzen und jeder Dübel senkrecht zu einer der Sechseckseiten des Querschnittes der Holzelemente ausgerichtet ist.
Grundsätzlich ist es auch möglich, Holzelemente mit kreisförmigem Querschnitt einzusetzen, wobei dann die Dübelkanäle jeweils senkrecht zu den Seiten eines den Kreisquerschnitt umhüllenden regelmäßigen Sechseckes ausgerichtet sind. Im Ergebnis sind dann die Holzelemente in Achsansicht wiederum nach Art eines Sechseck-Wabenmusters angeordnet, dessen Sechseckseiten die Kreisquerschnitte tangential umhüllen. Ein derartiges Holzbausystem wird in der DE 10 2004 007 689 A1 dargestellt.
Gemäß beiden vorgenannten Druckschriften ist vorgesehen, dass in Querrichtung benachbarte Holzelemente zueinander in Längsrichtung versetzt angeordnet sind. Ein Stoß zwischen zwei in Längsrichtung aufeinanderfolgenden Holzelementen liegt also jeweils benachbart zu den Längsmitten der in Querrichtung benachbarten Holzelemente.
Aufgrund der in Achsansicht der Holzelemente nach Art eines Netzes angeordneten Dübel wird sowohl in Längs- als auch in Querrichtung der Holzelemente eine hohe Belastbarkeit der aus den Holzelementen erstellten Strukturteile erreicht.
Ein besonderer Vorzug der vorangehend beschriebenen Holzbausysteme liegt darin, dass Holzelemente mit geringen Querschnitten einsetzbar sind. Daher können die Holzelemente prinzipiell aus Schwachholz hergestellt werden, d. h. aus sehr jungen Baumstämmen.
Allerdings hat sich das Problem ergeben, dass Schwachholz oftmals vergleichsweise feucht ist und deshalb mit vergleichsweise hohem Aufwand getrocknet werden muss. Da bei der Trocknung mit einer Verformung des Schwachholzes gerechnet werden muss, ergibt sich des Weiteren die Schwierigkeit, dass die Holzelemente nicht mit der wünschenswerten Passgenauigkeit hergestellt werden können.
In der WO 01/94711 A1 wird die Verwendung von Baumstämmen zur Errichtung eines Hauses beschrieben. Dabei ist vorgesehen, ausgehöhlte Baumstämme nach Art eines Blockhauses anzuordnen.
In der DE 199 07 778 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Holzhauses in Blockbauweise dargestellt, wobei ebenfalls ausgehöhlte Baumstämme eingesetzt werden, bei denen der Holzkern vor Erstellung des Gebäudes entfernt wird. Dadurch soll eine spannungsfreie Trocknung ohne Rissbildung gewährleistet werden.
In der WO03/008163 A2 wird ein Verfahren zur Herstellung pressgeformter formstabiler Bauteile beschrieben. Dabei wird einem Rohteil, in der Regel ein Baumstamm, in einem Hochdruck-Liquidwechselverfahren Flüssigkeit entzogen, wobei nachfolgend dem Teil ein Stablisierungsmittel injiziert werden kann. Anschließend wird das Holzteil mit das Teil in Längsrichtung durchsetzenden Ausnehmungen versehen, die ggf. Armierungselemente aufnehmen können. Schließlich wird das so vorbereitete Teil einem Mikrowellenfeld ausgesetzt, wobei im durch das Mikrowellenfeld erwärmten Zustand des Teiles eine Querschnittsänderung durch einen Umformvorgang vorgenommen wird, bei dem eine starke Komprimierung des Teiles unter gleichzeitiger Verkleinerung des Querschnittes erreicht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art eine besonders wirtschaftliche Herstellung zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass all die Hohlprofile aus Schwachholzstämmen hergestellt werden.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den oftmals feuchten Kern des Schwachholzes zu entfernen und zusätzliche Oberflächen für die Trocknung des Holzes zu schaffen. Überraschender Weise hat sich herausgestellt, dass bei Ausbildung der Holzelemente als Hohlprofile eine sowohl schnelle als auch verformungsfreie Trocknung erreicht wird. Zur Herstellung der Hohlprofile können die Holzelemente mit Bohrwerkzeugen ausgehöhlt werden, wobei die dabei anfallenden Holzspäne gesammelt und mit erheblichem wirtschaftlichen Ertrag für die Herstellung von Holzpellets und dergleichen eingesetzt werden können. Der zusätzliche Aufwand des Bohrens wird somit durch Zusatzerträge kompensiert. Im Übrigen können die Holzspäne auch als Dämmmaterial eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, die Holzelemente in Längsrichtung mehrfach zu durchbohren, insbesondere so, dass jedes Holzelement von einem Bündel axialer Bohrungen durchsetzt wird. Dadurch erhalten die Holzelemente eine hohe Stabilität.
Ein besonderer Vorzug der Erfindung liegt darin, dass Wandelemente, die aus den vorangehend beschriebenen hölzernen Hohlprofilen erstellt werden, eine gegenüber Vollholzelementen deutlich erhöhte Wärmedämmung bieten. Diese kann ggf. noch dadurch verbessert werden, dass Holzelemente eingesetzt werden, die einen regelmäßigen Zwölfeck-Querschnitt aufweisen. Bei dichter Packung dieser Holzelemente ergeben sich zwischen benachbarten Holzelementen jeweils im Querschnitt dreieckige Luftkanäle, die zur Verbesserung der Wärmedämmung beitragen.
Eine nochmals erhöhte Wärmedämmung kann erreicht werden, indem die in oder zwischen den Holzelementen gebildeten Axialkanäle mit Sägespänen oder ähnlichem Dämmmaterial verfüllt werden.
Im Übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche und die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben werden.
Schutz wird nicht nur für die angegebenen oder dargestellten Merkmalskombinationen, sondern auch für prinzipiell beliebige Kombinationen der angegebenen oder dargestellten Merkmale beansprucht.
In der Zeichnung zeigt
1 einen Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Holzelementes,
2 einen Querschnitt eines aus derartigen Holzelementen gebildeten Strukturteiles,
3 eine perspektivische Ansicht des Holzelementes der 1,
4 einen abgewandelten Querschnitt eines Holzelementes,
5 einen Querschnitt eines mit Holzelementen der 5 herstellbaren Strukturteiles,
6 eine perspektivische Ansicht des Holzelementes der 4,
7 eine perspektivische Ansicht von Strukturteilen, wobei auch die Möglichkeit winkelförmiger Steckverbindungen zwischen den Strukturteilen dargestellt wird und
8 den zusammengesteckten Zustand.
Gemäß 1 besitzt das in 3 perspektivisch dargestellte, als Langholzteil ausgebildete Holzelement 1 einen regelmäßig zwölfeckigen Querschnitt, dessen Abmessungen derart gering sind, dass das Langholzteil ohne weiteres aus Schwachholzstämmen geschnitten werden kann. Dabei sollte die Stammachse etwa zentrisch innerhalb des Zwölfeck-Querschnittes liegen.
In der Zeichnung wird das Holzteil mittig von einer Axialbohrung 2 durchsetzt, deren Durchmesser größenordnungsmäßig das halbe Maß des Außendurchmessers des Holzelementes hat. Gemäß der Erfindung können abweichend von der zeichnerischen Darstellung mehrere Axialbohrungen 2 vorgesehen werden, insbesondere so, dass das Holzteil von einem Bündel axialer Bohrungen 2 durchsetzt wird. Im Übrigen kann das Holzelement senkrecht zu seiner zentralen Längsachse von Dübelkanälen 3 durchsetzt werden, die jeweils senkrecht zu zwei einander gegenüberliegenden Zwölfeckseiten des Querschnittes ausgerichtet sind. Wie insbesondere aus der 3 ersichtlich ist, sind in Längsrichtung des Holzelementes 1 aufeinanderfolgende Dübelkanäle 3 zueinander in Achsansicht des Holzelementes 1 um 60° versetzt angeordnet.
In die Dübelkanäle 3 können gemäß 2 strichliert angedeutete Dübel 4 eingetrieben werden, wobei jeder Dübel die Querschnitte mehrerer Holzelemente 1 durchsetzen kann. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, kurze Dübel zu der verbinden können. Wie die 2 zeigt, werden in einem Strukturteil durch die Axialbohrungen 2 in den Holzelementen 1 und die zwischen den Holzelementen 1 aufgrund des Zwölfeck-Querschnittes der Holzelemente freibleibenden Kanäle mit Dreiecks-Querschnitt relativ große Luftvolumina eingeschlossen, die die Wärmedämmung des aus den Holzelementen 1 jeweils gebildeten Strukturteiles deutlich erhöhen. Gegebenenfalls können diese Freiräume auch mit Holzspänen oder sonstigem Dämmmaterial verfüllt werden.
Die 4 bis 6 zeigen eine gegenüber den 1 bis 3 abgewandelte Ausführungsform. Wie insbesondere aus 4 ersichtlich ist, unterscheidet sich diese weitere Ausführungsform von der vorangehend beschriebenen Ausführungsform im wesentlichen dadurch, dass anstelle eines zwölfeckigen Querschnittes ein achtzehneckiger Querschnitt vorgesehen ist, wobei in Umfangsrichtung jeweils eine glatte Seitenfläche und ein nach außen offener V-Kanal mit einem Öffnungswinkel von 120° aufeinander folgen. Die glatten Flächen sind so angeordnet, dass sich das Holzelement der 4 von einem Zylinder mit Sechseck-Querschnitt umhüllen lässt, wobei die Seitenflächen des Sechseck-Querschnittes auf den glatten Flächen der Außenseite des Holzelementes der 4 aufliegen.
Bei dieser Ausführungsform werden zwischen benachbarten Holzelementen 1 eines Strukturteiles gemäß 5 jeweils Kanäle mit Sechseck-Querschnitt gebildet. Die Anordnung der Dübelkanäle 3 sowie der Dübel 4 ist in sinngemäß gleicher Weise wie bei der Ausführungsform der 1 bis 3 vorgesehen. Grundsätzlich ist es bei allen dargestellten Ausführungsformen möglich, auf die Dübel 4 sowie die zugehörigen Dübelkanäle 3 zu verzichten. Prinzipiell können die Holzelemente 1 in beliebiger Weise miteinander verbunden werden. Insbesondere vorteilhaft ist eine Verbindung der Holzelemente durch Verleimung, wobei die Luftkanäle zu einer schnellen Aushärtung des Leims beitragen.
7 zeigt beispielhaft, wie Strukturteile unter prinzipiell beliebigen Winkeln miteinander verbunden werden können. An den Stirnenden eines Strukturteiles sind von den Holzelementen 1 gebildete Schichten jeweils abwechseln mit größerer oder kürzerer Länge angeordnet, so dass am jeweiligen Strukturteil kammartig angeordnete Zungen 5 und dazwischen angeordnete Aussparungen 6 ausgebildet werden. Die miteinander zu verbindenden Strukturteile lassen sich mit ihren Zungen und Aussparungen ineinander einsetzen, wenn an den Zungen jeweils eines der miteinander zu verbindenden Strukturteile den Querschnitten der Holzelemente der dort einzuschiebenden Zungen des jeweils anderen Strukturteils angepasste Ausfräsungen 7 vorgenommen werden. Im Ergebnis wird damit eine formschlüssige Steckverbindung erreicht.
8 zeigt den zusammengesteckten Zustand der Strukturteile.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Strukturteils für Holzbauten, insbesondere Pfosten, Balken, Boden und/oder Decken- bzw. Wandteil, im Wesentlichen bestehend aus in mehreren Lagen angeordneten stab- oder stangenförmigen Holzelementen (1), die miteinander, insbesondere form- oder kraftschlüssig, verbunden sind, wobei als Holzelemente (1) Hohlprofile mit zumindest einer Längsbohrung (2) verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlprofile aus feuchten Schwachholzstämmen hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Längsbohrungen (2) das jeweilige Holzelement (1) in Längsrichtung durchsetzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzelemente (1) relativ zu benachbarten Holzelementen jeweils in Längsrichtung versetzt angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stoß zwischen in Längsrichtung aufeinanderfolgenden Holzelementen (1) jeweils etwa an der Längsmitte benachbarter Holzelemente (1) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzelemente (1) in Achsansicht ein Sechseck-Wabenmuster bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nebeneinander angeordnete Holzelemente (1) durch quer zu den Längsachsen der Holzelemente erstreckte Dübel (4) verstiftet werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dübel (4) jeweils mehrere Holzelemente (1) durchsetzend angeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Holzelemente (1) miteinander verleimt werden.