DE102007006123A1

DE102007006123A1 - Hohlkastenträger

Info

Publication number: DE102007006123A1
Application number: DE200710006123
Authority: DE
Inventors: Bernd Nuetzel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-08-07

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hohlkastenträger, bestehend aus einem plattenförmigen Obergurt (1) in Schichtbauweise aus mindestens zwei Schichtplatten (1.1, 1.2) aus Massivholz, einem plattenförmigen Untergurt (2) in Schichtbauweise aus mindestens zwei Schichtplatten (2.1, 2.2) aus Massivholz sowie aus zwischen Obergurt (1) und Untergurt (2) angeordneten in Trägerlängsrichtung verlaufenden und Oberei die Stege (3) aus Nadelholzbohlen und/oder Brettschichtholz (BS-Holz) mit Brettschichten (4.1-4.n) bestehen, jeweils ein Steg (3.1, 3.2) den Hohlkastenträger jeweils außen begrenzt und zwischen diesen Stegen (3.1, 3.2) mindestens ein weiterer Steg (3.n) angeordnet ist und sich berührende oder aneinanderstoßende Teile miteinander verklebt sind (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Hohlkastenträger aus Holz insbesondere für größere Spannweiten.
Hohlkastenträger zeichnen sich dadurch aus, dass sie deutlich leichter sind als Vollquerschnitte, ihre Biegetragfähigkeit bei gleichen Außenabmessungen und gleichem Material gegenüber einem Vollquerschnitt im Verhältnis zur Materialeinsparnis kaum sinkt und deutlich weniger Baumaterial benötigt wird.
Hohlkastenprofile aus Holz werden in der Regel an den Stoßstellen verleimt. Bei kleineren Spannweiten und Beanspruchungen können auch Nagelverbindungen zur Ausführung kommen. Letztere finden jedoch wegen des vergleichsweise hohen Arbeitsaufwandes und der damit verbundenen Kosten kaum noch Anwendung.
Ein Kastenträger aus Holz und Holzwerkstoffen ist aus der DE 199 57 080 A1 bekannt geworden. Gemäß dieser Lehre werden auf einer großformatigen Platte Vierkanthölzer als Gurte aufgebracht. Zwischen diese Vierkanthölzer wird Dämmstoff eingebracht. Anschließend wird eine zweite großformatige Platte darüber gedeckt. Die Verbindung der Platten und Hölzer erfolgt auch hier entweder durch Nageln oder durch Verleimung. Durch Aufschneider werden die verbundenen Elemente zu Einzelkastenträgern aufgetrennt.
Derartige Holzbauteile sollen zum Bau von Wand-, Decken- und Dachbauteilen bei wärmegedämmten Konstruktionen im Wohnungsbau Anwendung finden. Damit bewegt man sich in üblichen Spannweiten von 3–8 m.
Für größere Spannweiten wurden in Deutschland noch bis Ende der 70er Jahre Hohlkastenträger mit Obergurt und Untergurt aus Massivholz und seitlich angeordneten Kämpfstegplatten verwendet. Abmaße von 20/20 cm für Ober- bzw. Untergurt und Kämpfstegplatten von 300 cm als Steghöhe sind dabei durchaus üblich für größere Spannweiten, wobei diese Bauart durch den Brettschichtholzträger (BS-Holz) verdrängt wurde. Er besteht aus mindestens drei faserparallel miteinander verklebten technisch getrockneten Brettern oder Brettlamellen. Die Tragfähigkeit von BS-Holz ist um bis zu 80% höher als bei üblichem Bauholz. Hinzu kommt die Möglichkeit, das BS-Holz in nahezu beliebige Bogenformen gekrümmt oder auch in Richtung der Längsachse verdreht werden kann, so dass eine Anpassung an die Raumstruktur des Gebäudes erfolgen kann (u. a. LKG – Ingenieurbüro für Bautechnik – Wiesbaden – www.elkage.de/index.html).
Ein derartig zusammengesetztes Holzbauelement ist in der DE 20 2004 011 810 U1 beschrieben. Bei diesem Holzbauelement kommen bezüglich der Holz-Faserrichtung kreuzweise verlaufende miteinander verbundene Holzschichten zur Anwendung.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Tragfestigkeit von Hohlkastenprofilen zu erhöhen und so eine Alternative zu der aufgezeigten Entwicklung hin zum BS-Holz zu schaffen.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Hohlkastenträger besteht aus einem plattenförmigen Obergurt in Schichtbauweise aus mindestens zwei Schichtplatten aus Massivholz, einem plattenförmigen Untergurt in Schichtbauweise aus mindestens zwei Schichtlagen aus Massivholz sowie aus zwischen Obergurt und Untergurt angeordneten in Trägerlängsrichtung verlaufenden und Ober- und Untergurt verbindenden Stege, wobei die Stege aus Nadelholzbohlen und/oder Brettschichtholz (BS-Holz) bestehen, jeweils ein Steg den Hohlkastenträger jeweils außen begrenzt und zwischen diesen Stegen mindestens ein weiterer Steg in Trägerlängsrichtung angeordnet ist und sich berührende oder aneinanderstoßende Teile miteinander verklebt sind. Dabei bestehen die Schichtplatten von Ober- und Untergurt in einer bevorzugten Ausführung aus Bretterlagen aus Bretterquer- und Bretterlängslagen.
Mit dem so aufgebauten Holzkastenträger, bei dem das Verkleben sich berührender oder aneinanderstoßender Teile durch Vakuumpressen unter Verwendung eines formaldehydfreien Klebers erfolgt, werden die Nachteile bisheriger Erzeugnisse wie hoher Materialeinsatz und ungünstiges Schwingungsverhalten bei großen Spannweiten überwunden.
Der vorgeschlagene Hohlkastenträger ist ausbaufähig. Durch Veränderungen in der Steganordnung und Steggeometrie (z. B. konische Stege, Doppel-T-Stege oder andere Formen) lassen sich Spannungsverhältnisse optimieren. Es besteht die Möglichkeit, in den Hohlkasten wärmeisolierende Materialien einzubringen und/oder auch Schichten, die die mechanischen Eigenschaften weiter optimieren. Ferner lassen sich aussen Gewebe und Verschleißschichten anordnen, die die Brandschutzeigenschaften wesentlich verbessern. Durch Öffnungen in den jeweiligen Hohlkasten hinein, vor allem in Kombination mit dem Einbau von Dämmung lassen sich auch schallabsorbierende Maßnahmen vergleichsweise einfach realisieren. Dies kann auch durch eine Gewichtsveränderung erreicht werden.
In den Hohlkästen lassen sich auch Sensoren zur Anzeige und/oder Signalisierung von klimatischen Zuständen und/oder von baulichen Veränderungen anordnen. Ebenso ist es bei den konzipierten Hohlkastenquerschnitten möglich, bautechnische Untersuchungen durch Meßroboter durchzuführen, die die Hohlkästen durchfahren.
Die Erfindung soll an Ausführungsbeispielen erläutert werden.
Es zeigen
1 den Hohlkastenträger in Standardausführung,
2 den Hohlkastenträger mit Schallisolierung und
3 den Hohlkastenträger mit Brandschutz.
In 1 ist ein Hohlkastenträger in Standardausführung dargestellt. Er besteht aus einem plattenförmigen Obergurt 1 in Schichtbauweise aus zwei Schichtplatten 1.1, 1.2 aus Massivholz, einem plattenförmigen Untergurt 2 in Schichtbauweise aus zwei Schichtplatten 2.1, 2.2 aus Massivholz sowie aus zwischen Obergurt 1 und Untergurt 2 angeordneten in Trägerlängsrichtung verlaufende und Ober- und Untergurt 1, 2 verbindende Stege 3.
Die Schichtplatten von Ober- und Untergurt 1, 2 sind aus Bretterlagen in Form von Bretterquer- und Bretterlängslagen aufgebaut.
Die Stege 3 bestehen Brettschichtholz (BS-Holz) mit Brettschichten 4.1–4.n. Jeweils ein Steg 3.1, 3.2 begrenzt den Hohlkastenträger jeweils außen und zwischen diesen Stegen 3.1, 3.2 sind in Trägerlängsrichtung zwei weitere Stege 3.3, 3.4 angeordnet.
Alle sich berührenden oder aneinanderstoßenden Teile sind miteinander verklebt durch Vakuumpressen unter Verwendung eines formaldehydfreien Klebers.
Die Stege 3.1–3.4 verlaufen parallel zueinander und sind symmetrisch bezogen auf den Trägerquerschnitt angeordnet. Natürlich ist es im Interesse einer Festigkeitsoptimierung auch möglich, dass die äußeren Stege 3.1 und 3.2 einen nichtparallelen Verlauf in Trägerlängsrichtung einnehmen und/oder mindestens ein zwischen den äußeren Stegen 3.1 und 3.2 angeordneter Steg 3.n einen nichtparallelen Verlauf zu einem äußeren Steg 3.1 in Trägerlängsrichtung einnimmt.
Die Brettschichten 4.1–4.n der Stege 3 sind faserparallel miteinander verklebt. Auch hier besteht die Möglichkeit, dass mindestens eine Schicht 4.x unter einem Winkel zur Faser (nichtparallel) der Folgeschicht 4.x + 1 angeordnet ist.
Die beispielhaft angegebene Bemaßung zeigt die Dimensionierung des vorgeschlagenen Hohlkastenträgers ohne die Erfindung darauf zu beschränken. Es ist durchaus möglich, Träger mit bis zu 4 m Breite (b) und einer Länge von bis zu 20 m zu realisieren. Die Höhe (h) ist variabel.
In den Hohlkästen 9 lassen sich Sensoren zur Anzeige und/oder Signalisierung von klimatischen Zuständen und/oder von baulichen Veränderungen anordnen. Die Dimensionierung lässt es auch zu, dass für bautechnische Untersuchungen Messroboter die Hohlkästen 9 durchfahren.
2 zeigt einen Hohlkastenträger mit Schallisolierung. Dazu ist die innere Schichtplatte 2.2 auf ihrer in den Hohlkasten 9 weisenden Seite mit einer Isolationslage 5, vorzugsweise eine wärmedämmende und/oder schallabsorbierende Lage versehen worden. Ferner weist der Untergurt 2 durchgehende Öffnungen 8, bevorzugt Bohrungen und/oder Schlitze in den jeweiligen Hohlkasten 9 auf.
3 zeigt den Hohlkastenträger mit brandschutztechnisch optimaler Ausstattung in Form einer auf der Außenfläche des Untergurtes 2 angeordneten Feuerschutzschicht 6, vorzugsweise ein Feuerschutzgewebe aus Blähgraphit und einer Verschleißschicht 7 aus Hartholz oder einem Hartholzlaminat (B1-Baustoff).
Natürlich sind auch Kombinationen von auf- oder eingebrachten Schichten möglich, um Festigkeits-, Brandschutz-, Schall- und/oder wärmedämmende Eigenschaften auszuprägen. Ebenso sieht eine Ausführung das vollständige Ausschäumen der Hohlkästen 9 vor oder das Ausblasen u. a. mit Zellulose.
Der vorgeschlagen Hohlkastenträger aus Holz vereint in sich in vorteilhafter Weise die Eigenschaften von Hohlträgern und von BS-Holz bzw. Kreuzlagenholz und schafft so eine Alternative zu der aufgezeigten Ausrichtung ausschließlich zum BS-Holz bzw. zum Kreuzlagenholz hin.
Ein weiterer Vorteil ist der geringe Energieaufwand bei der Herstellung, da nur ein Arbeitsschritt bei der Herstellung der Träger notwendig ist.

1: Obergurt
1.1: Außenschicht/Bretterlage
1.2: Innenschicht/Bretterlage
2: Untergurt
2.1: Außenschicht/Bretterlage
2.2: Innenschicht/Bretterlage
3.1–3.n: Stege
4.1–4.n: Brettschichten der Stege
5: Isolationslage
6: Feuerschutzschicht
7: Verschleißschicht
8: Öffnungen
9: Hohlkästen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19957080 A1 [0004]
- DE 202004011810 U1 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- www.elkage.de/index.html [0006]

Claims

Hohlkastenträger bestehend aus einem plattenförmigen Obergurt (1) in Schichtbauweise aus mindestens zwei Schichtplatten (1.1, 1.2) aus Massivholz, einem plattenförmigen Untergurt (2) in Schichtbauweise aus mindestens zwei Schichtplatten (2.1, 2.2) aus Massivholz sowie aus zwischen Obergurt (1) und Untergurt (2) angeordneten in Trägerlängsrichtung verlaufenden und Ober- und Untergurt (1, 2) verbindenden Stege (3), wobei die Stege (3) aus Nadelholzbohlen und/oder Brettschichtholz (BS-Holz) mit Brettschichten (4.1–4.n) bestehen, jeweils ein Steg (3.1, 3.2) den Hohlkastenträger jeweils außen begrenzt und zwischen diesen Stegen (3.1, 3.2) mindestens ein weiterer Steg (3.n) angeordnet ist und sich berührende oder aneinanderstoßende Teile miteinander verklebt sind.
Hohlkastenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (3.1–3.n) parallel zueinander verlaufen, vorzugsweise symmetrisch bezogen auf den Trägerquerschnitt.
Hohlkastenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Stege (3.1 und (3.2) einen nichtparallelen Verlauf in Trägerlängsrichtung einnehmen.
Hohlkastenträger nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zwischen den äußeren Stegen (3.1) und (3.2) angeordneter Steg (3.n) einen nichtparallelen Verlauf zu einem äußeren Steg (3.1) in Trägerlängsrichtung einnimmt.
Hohlkastenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass von den Brettschichten (4.1–4.n) der Stege (3) mindestens eine Schicht (4.x) unter einem Winkel zur Faser (nichtparallel) der Folgeschicht (4.x + 1) angeordnet ist.
Hohlkastenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtplatten von Ober- und/oder Untergurt (1, 2) aus Bretterlagen bestehen.
Hohlkastenträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bretterlagen aus Bretterquer- und Bretterlängslagen aufgebaut sind.
Hohlkastenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schichtplatte (1.2) oder (2.2) auf ihrer in den Hohlkasten (9) weisenden Seite eine Isolationslage (5), vorzugsweise eine wärmedämmende und/oder schallabsorbierende Lage aufweist.
Hohlkastenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Hohlkästen (9) mit einem Schaum verfüllt sind, ausgeblasen sind oder die mechanischen Eigenschaften verbessende Schichten oder Gewebelagen an den Hohlkasteninnenwänden angeordnet sind.
Hohlkastenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenfläche mindestens eines Gurtes (1, 2), vorzugsweise des Untergurtes (2) eine Schall- oder Feuerschutzschicht (6) angeordnet ist.
Hohlkastenträger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuerschutzschicht (6) ein Feuerschutzgewebe ist, vorzugsweise Blähgraphit.
Hohlkastenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenfläche mindestens eines Gurtes (1, 2) vorzugsweise des Untergurtes (2) und vorzugsweise auf der Außenfläche der Feuerschutzschicht (6) eine Verschleißschicht (7) angeordnet ist.
Hohlkastenträger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschicht (7) aus Hartholz oder einem Hartholzlaminat besteht.
Hohlkastenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gurt (1, 2), vorzugsweise der Untergurt (2) sowie auf den Gurten (1, 2) angeordnete Schichten durchgehende Öffnungen (8) in die jeweiligen Hohlkästen (9) aufweisen.
Hohlkastenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkleben sich berührender oder aneinanderstoßender Teile durch Vakuumpressen unter Verwendung eines formaldehydfreien Klebers erfolgt ist.
Hohlkastenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass Hohlkastenträger mit Abmessungen bis zu 4 m Breite (b) und bis zu 20 m Länge in einem Arbeitsschritt hergestellt sind.
Hohlkastenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in den Hohlkästen (9) Sensoren zur Anzeige und/oder Signalisierung von klimatischen Zuständen und/oder von baulichen Veränderungen angeordnet sind.
Hohlkastenträger nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (3) spannungsoptimiert ausgebildet sind, und dazu insbesondere einen im wesentlichen rechteckigen oder konischen Querschnitt aufweisen, oder als Doppel-T-Stege ausgebildet sind.