Für
die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren
der eingangs genannten Art zu schaffen, das die dargelegten Nachteile des
Standes der Technik vermeidet und mit dem insbesondere mit einem
geringen Herstellungsaufwand stabile, jedoch gegen mechanische Belastungen
unempfindliche Produkte hergestellt werden können, wobei bei der Herstellung
der Produkte Fehlerquellen möglichst
schon im Ansatz vermieden werden sollen, um Produkte mit einer hohen
Maßgenauigkeit
zu erhalten, die auch von nicht fachlich ausgebildeten Arbeitskräften montiert
werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt
erfindungsgemäß durch
ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet
ist,
- – daß die benötigten Holzteile
an einem Fabrikationsort auf Länge
zugeschnitten und an jeder ihrer Stoßstellen durch Fräsen mit
je einer Schwalbenschwanzfeder einerseits und Schwalbenschwanznut
andererseits versehen werden,
- – daß dabei
die Schwalbenschwanzfedern und Schwalbenschwanznuten mit einem in
Einschubrichtung der Feder in die Nut enger werdenden, konischen
Verlauf hergestellt werden,
- – daß die Holzteile
zu einem Errichtungsort des Produktes gebracht werden und
- – daß die Holzteile
durch Zusammenstecken der jeweils zusammengehörenden Schwalbenschwanzfedern
und Schwalbenschwanznuten leimfrei miteinander zu dem Produkt verbunden werden.
Dadurch, daß an den Holzteilen alle Säge- und
Fräsarbeiten
vorab an einer zentralen Stelle an einem Fabrikationsort erfolgen,
ist eine weitere Bearbeitung der Holzteile am Errichtungsort des
Produktes nicht mehr erforderlich. Damit können die Montagearbeiten am
Errichtungsort des Produktes ohne aufwendige technische Hilfsmittel
und von fachlich nicht ausgebildeten Arbeitskräften problemlos und ohne Fehlerrisiko
ausgeführt
werden. Die Zuordnung der einzelnen Holzteile zueinander kann durch
eine Numerierung und entsprechende Pläne leicht verständlich sichergestellt
werden. Das Sägen
und Fräsen
der Holzteile kann in automatischen Anlagen, beispielsweise mittels
CNC-Bearbeitungsanlagen, sehr rationell und mit hoher Genauigkeit
durchgeführt werden,
so daß die
Bearbeitungskosten trotz des Anbringens der auf den ersten Blick
aufwendig erscheinenden Schwalbenschwanzfedern und -nuten relativ niedrig
bleiben. Durch den konischen Verlauf der Federn und Nuten wird erreicht,
daß das
Zusammenfügen
der Holzteile zwangfrei und damit mit einem geringen Kraftaufwand
erfolgen kann. Am Errichtungsort des Produktes müssen die Holzteile nur noch
in sehr einfacher und zeitsparender Art und Weise leimfrei zusammengesteckt
werden, wodurch sich das gewünschte
Produkt mit geringem Aufwand an Ort und Stelle abschließend herstellen
läßt. Das
Produkt bzw. die das Produkt bildenden Fachwerke erhalten durch
die besondere Art der Verbindungen an den Stoßstellen eine sehr hohe Grundsteife.
Durch den konischen Verlauf von Nuten und Federn ergibt sich eine
sichere Verbindung, da das Holz der Federn nach dem Zusammenstecken
in den Nuten regelrecht eingespannt wird. Eine unerwünschte selbsttätige Verschiebung
in Löserichtung
der Nut-Feder-Verbindung kann so praktisch nicht mehr auftreten.
Damit kann ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes
Produkt hohen äußeren mechanischen
Belastungen standhalten, im Falle eines Gebäudes bei spielsweise einem hohen
Winddruck oder einer Belastung durch Erdbeben, oder im Falle eines
Möbelstücks einer
hohen Belastung durch darin untergebrachte Gegenstände oder
durch das Möbelstück beanspruchende
Benutzer. Diese hohe Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Belastungen wird
dadurch erzielt, daß die
Nut-Feder-Verbindungen an den Stoßstellen einerseits sehr fest
zusammenhalten, andererseits aber eine ausreichende Gelenkigkeit
behalten, die bei äußerer Beanspruchung ein
ausreichendes Nachgeben des Fachwerks gestattet, ohne daß die Holzteile überlastet
werden und brechen oder reißen.
Um ein unerwünschtes selbsttätiges Lösen der
Nut-Feder-Verbindungen
ganz sicher auszuschließen,
ist in weiterer Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, daß je zwei
Holzteile an ihrer Stoßstelle
mit einem punktuellen Verbindungsmittel zur Sicherung gegen ein
Auseinanderziehen der zusammengesteckten Feder und Nut versehen
werden. Das punktuelle Verbindungsmittel verhindert ein Auseinanderziehen
der zusammengesteckten Feder und Nut, behindert aber gleichzeitig
die erwünschte
Gelenkigkeit der Verbindung nicht. Damit hat dieses Verbindungsmittel
keinen negativen Einfluß auf
die mechanische Belastbarkeit des Fachwerks oder des gesamten Produkts.
In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß als punktuelles
Verbindungsmittel ein Nagel oder eine Schraube in einer senkrecht
bis schräg
zur Auszugsrichtung der Nut-Feder-Verbindung
verlaufenden Richtung in die Bauteile eingebracht wird. Dieses Verbindungsmittel
ist sowohl kostengünstig
in seiner Beschaffung als auch einfach anbringbar, so daß durch
die Verwendung dieses punktuellen Verbindungsmittels der Herstellungsaufwand
für das
Produkt nicht nennenswert erhöht
wird.
Insbesondere für solche Anwendungsfälle, bei
denen an das verfahrensgemäß hergestellte
Produkt höhere
optische Ansprüche
gestellt werden, ist bevorzugt vorgesehen, daß die Schwalbenschwanzfedern
und Schwalbenschwanznuten als verdeckte Federn und Nuten hergestellt
werden. Dies bedeutet, daß die
Federn und Nuten an einer Seite des Holzteils im Abstand von dessen
Oberfläche
enden, so daß Federn
und Nuten nur an der gegenüberliegenden
Seite der Holzteile sichtbar sind.
Bevorzugt ist dabei weiter vorgesehen,
daß die
sichtbaren Enden der Federn und Nuten so gelegt werden, daß sie bei
dem fertigen Produkt von dessen Sichtseite her unsichtbar sind.
Um an den Stoßstellen einerseits eine hohe Belastbarkeit
der Nut-Feder-Verbindungen zu erzielen und um andererseits eine
zu große
Schwächung des
die Nut aufweisenden Holzteils zu vermeiden, ist bevorzugt vorgesehen,
daß die
Schwalbenschwanznuten mit einer Nuttiefe hergestellt werden, die
zwischen 40 und 60% der Dicke des die Nut aufweisenden Holzteils
beträgt.
Weiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Schwalbenschwanzfedern
mit einer maximalen Federbreite hergestellt werden, die der Dicke
des die Feder aufweisenden Holzteils entspricht. Hierdurch erhalten
die Schwalbenschwanzfedern eine Federbreite, die die maximal mögliche Abmessung hat,
wodurch eine möglichst
hohe mechanische Belastbarkeit der Federn bei vorgegebener Dicke
des die Feder aufweisenden Holzteils gewährleistet wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
schlägt
vor, daß bei
der Herstellung eines in seinem Endzustand vertikal ausgerichteten
Produkts oder Produktteils dessen Holzteile zunächst in einer horizontalen
Lage auf einer Montagefläche
miteinander verbunden werden und dann im miteinander verbundenen
Zustand in die vertikale Endstellung verschwenkt werden. Die hier
erfindungsgemäß vorgesehene
Verbindung der einzelnen Holzteile in einer horizontalen Lage auf
einer Montagefläche
erleichtert das Zusammenfügen
der Holzteile wesentlich und erlaubt es, daß eine einzelne Arbeitskraft
ein Produkt oder zumindest einen ein ebenes Fachwerk bildenden Produktteil
allein, d.h. ohne Mithilfe weiterer Arbeitskräfte, herstellt. Bei der Montagefläche kann
es sich im einfachsten Falle um eine ausreichend ebene Erdoberfläche oder
um eine Betonbodenplatte des zu errichtenden Gebäudes handeln, auf der das Zusammenfügen der
Holzteile mit ausreichender Genauigkeit erfolgen kann. Bei Bedarf
kann auch bei einem unebenen Untergrund durch Unterlagen die nötige Ebenflächigkeit
für die Auflagepunkte
der Holzteile geschaffen werden.
Wenn das Produkt eine ganz oder teilweise geschlossene
Fläche
darstellen soll, ist vorgesehen, daß auf eine Seite des durch
mehrere Holzteile gebildeten Fachwerks eine Decklage aufgebracht
wird.
Alternativ kann auf beide Seiten
des durch mehrere Holzteile gebildeten Fachwerks je eine Decklage
aufgebracht werden.
Bevorzugt ist dabei weiter vorgesehen,
daß die
Decklage(n) durch auf die Holzteile aufgenagelte oder aufgeschraubte
Deckplatten gebildet wird/werden. Diese Deckplatten können beispielsweise
aus Holz oder Holzwerkstoff oder auch aus anderen geeigneten Materialien,
wie Kunststoff oder Metall, bestehen. Die Auswahl des geeigneten
Materials richtet sich hier nach den Umgebungsbedingungen und den Anforderungen,
die an die Decklage oder Decklagen und an das Produkt insgesamt
gestellt werden.
Insbesondere für den Fall, daß das Produkt eine
Wand oder Decke eines Gebäudes
bildet, ist vorgesehen, daß zwischen
die Decklagen eine wärme-
und/oder schalldämmende
Zwischenlage eingebracht wird. Diese Zwischenlage kann beispielsweise als
lose Schüttung
oder als Formkörper
aus einem isolierenden Material, wie Kork oder Steinwolle oder Glaswolle
oder dergleichen an sich bekannte Materialien, eingebracht werden.
Um auf Dauer eine gute Maßhaltigkeit
der nach dem Verfahren hergestellten Produkte zu gewährleisten
und um spätere
Schäden
oder Maßabweichungen
durch Verzug oder Verdrehen der Holzteile auszuschließen, ist
vorgesehen, daß für die Holzteile
Konstruktionsvollholz oder Brettschichtholz verwendet wird.
Das vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren
kann für
unterschiedliche Zwecke verwendet werden. Ein bevorzugter Verwendungszweck
sieht vor, daß das
Verfahren für
die Herstellung eines Produktes in Form eines Gebäudes, zumindest
für die
Herstellung von dessen Außen-
und Innenwänden
und Decken, eingesetzt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Verbindung aller
hierfür
benötigten
tragenden Holzteile untereinander in der vorstehend beschriebenen
Art und Weise mittels der schwalbenschwanzförmigen Nuten und Federn, unabhängig davon,
ob es sich um liegende, stehende oder hängende Holzteile handelt. Damit
kann ein komplettes Gebäude
oder zumindest ein wesentlicher Teil davon mit einer einheitlichen und
am Errichtungsort des Gebäudes
einfach ausführbaren
Verbindungstechnik errichtet werden.
In konkreter Weiterbildung der Erfindung
ist beispielsweise vorgesehen, daß als Produkt ein Wohnhaus
oder ein Gewächshaus
oder ein Wintergarten oder ein Spielhaus oder ein Umkleidegebäude für Sportanlagen
oder ein Stall oder ein Carport oder eine Pergola oder dergleichen
hergestellt wird.
Ein zweiter bevorzugter Einsatzbereich
des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, daß es
für die
Herstellung eines Produktes in Form eines Möbelstücks eingesetzt wird.
Dabei ist besonders bevorzugt vorgesehen, daß als Produkt
ein Schrank oder ein Regal oder ein Raumteiler oder dergleichen
hergestellt wird. Je nach Ausführung
der Nut-Feder-Verbindungen,
die zuvor erläutert
wurden, können
die einzelnen Holzteile des Möbelstücks für einen
Betrachter des Möbelstücks unsichtbar
miteinander verbunden werden, wodurch ein sehr guter optischer Eindruck
des Möbelstücks erzielt
wird. Außerdem
kann hier auf Verbindungsbeschläge
vollkommen verzichtet werden.
Im folgenden wird das Verfahren anhand
einer Zeichnung eines verfahrensgemäß hergestellten Produktes näher erläutert. Die
Figuren der Zeichnung zeigen:
1 ein
nach dem Verfahren hergestelltes Produkt in Form eines Hauses in
einer perspektivischen Ansicht,
2 zwei
miteinander verbundene Holzteile des Produktes aus 1 in perspektivischer Ansicht und
3 einen
Ausschnitt aus dem Produkt gemäß 1 in Ansicht.
1 zeigt
ein Produkt 1, hier ein Holzhaus, dessen Außen- und
Innenwände
verfahrensgemäß in Holzrahmenbauweise
hergestellt sind. Alle Wände bestehen
aus jeweils mehreren horizontal und vertikal verlaufenden Holzteilen 2,
die an ihren Stoßstellen 20 miteinander
verbunden sind. Jede der Wände wird
dabei jeweils durch ein flächiges
Fachwerk 10 gebildet.
In den Außenwänden sind Fensteröffnungen 3 vorgesehen,
in die ein übliches
Fenster eingebaut werden kann. Weiterhin sind in den Außen- und
Innenwänden
Türöffnungen
vorgesehen, die hier nicht beziffert sind.
Der Dachstuhl des Hauses gemäß 1 ist hier in konventioneller
Bauweise errichtet; alternativ kann auch der Dachstuhl verfahrensgemäß hergestellt
werden.
An allen Stoßstellen 20 zwischen
jeweils zwei Holzteilen 2 sind diese Teile 2 über eine
speziell gestaltete Nut-Feder-Verbindung
miteinander leimlos und ohne Verwendung von Beschlägen miteinander verbunden.
2 zeigt
in einer perspektivischen Ansicht in vergrößerter Darstellung zwei Holzteile 2,
die an ihrer Stoßstelle 20 miteinander
verbunden sind.
Bei dem unteren Holzteil 2 handelt
es sich um einen horizontal verlaufenden, liegend angeordneten Holzbalken
mit einem rechteckigen Querschnitt. Für ein Produkt 1 in
Form eines Hauses, wie in 1 dargestellt,
haben die Holzteile 2 beispielsweise ein Maß von ca.
6 cm × 18
cm im Querschnitt. Selbstverständlich
sind auch andere Abmessungen möglich,
wobei diese sich nach den jeweiligen statischen Erfordernissen richten.
Das untere Bauteil 2 ist
in dem in 2 sichtbaren
Ausschnitt mit zwei Schwalbenschwanznuten 22 versehen,
die in die nach oben weisende Flachseite des unteren Bauteils 2 eingefräst sind.
Dabei ist weiterhin erkennbar, daß die Schwalbenschwanznuten 22 in
ihrem Verlauf konisch sind, also von vorne nach hinten hin enger
werden. Außerdem
sind hier die Schwalbenschwanznuten 22 als verdeckte Nuten hergestellt.
Dies bedeutet, daß sie
nur an der in 2 vorderen
Schmalseite des Holzteils 2 offen sichtbar sind. Von der
in 2 nach hinten weisenden
Schmalseite des unteren Holzteils 2 her sind die Nuten 22 nicht
sichtbar.
Das in 2 sichtbare
zweite Holzteil 2 ist hier ein Pfosten oder Ständer, der
vertikal verläuft und
der mit seinem unteren Stirnende die Stoßstelle 20 mit dem
unteren Holzteil 2 bildet. Zur Verbindung der Holzteile 2 miteinander
ist am unteren Stirnende des vertikalen Holzteils 2 eine
Schwalbenschwanzfeder 21 angefräst, die eine zur Schwalbenschwanznut 22 gegengleiche
Form hat. Das Verbinden der beiden Holzteile 2 erfolgt
auf einfacher Weise dadurch, daß das
obere Holzteil 2 mit seiner Schwalbenschwanzfeder 21 in
Längsrichtung
von Feder 21 und Nut 22 in die Schwalbenschwanznut 22 eingeführt wird.
Das letzte Stück
des Weges kann dabei bedarfsweise mit Unterstützung durch Hammerschläge zurückgelegt werden,
wodurch dann ein fester Sitz der Schwalbenschwanzfeder 21 in
der Schwalbenschwanznut 22 ohne weitere Verbindungsmittel
erreicht wird.
Um ganz sicher ein ungewolltes selbsttätiges Trennen
der Nut-Feder-Verbindung 21, 22 zu verhindern,
ist bei dem in 2 gezeigten
Beispiel von der Unterseite des unteren Holzteils 2 her
ein Verbindungsmittel 4, hier ein Nagel, von unten nach
oben eingeschlagen. Dabei durchsetzt das Verbindungsmittel 4 das
untere Holzteil 2 und dringt mit seinem oberen Teil in
den unteren Endbereich des oberen Holzteils 2 ein. Hierdurch
ist ein gegenseitiges Verschieben der beiden Holzteile 2 in
Längsrichtung
von Feder 21 und Nut 22 unterbunden. Gleichzeitig
wird aber eine gewisse Gelenkigkeit der Verbindung an der Stoßstelle 20 ermöglicht,
die ein mit derartigen Verbindungen hergestelltes Fachwerk oder
gesamtes Gebäude
besonders widerstandsfähig
gegen äußere mechanische
Belastungen, beispielsweise durch Winddruck oder durch Erdbeben,
macht.
Ein weiterer Ausschnitt aus dem verfahrensgemäß hergestellten
Produkt 1 in Form des Hauses gemäß 1 ist in 3 in
Ansicht dargestellt. Dabei zeigt diese Ansicht einen Ausschnitt
aus einem Fachwerk 10 im Bereich eines Fensters 30.
Ganz links in 3 ist ein vertikal verlaufendes Holzteil 2,
hier ein Ständer,
abschnittsweise sichtbar. Von diesem vertikalen Holzteil 2 geht
ein zweites, horizontales Holzteil 2 nach rechts hin ab. Die
Verbindung zwischen diesen beiden Holzteilen 2 erfolgt
auch hier über
eine Nut-Feder-Verbindung mit einer Schwalbenschwanzfeder 21 und
einer Schwalbenschwanznut 22. Die Feder 21 ist
dabei am linken Stirnende des horizontalen Holzteils 2 vorgesehen. Die
zugehörige
Schwalbenschwanznut liegt in der in 3 nach
rechts weisenden Fläche
des vertikalen Holzteils 2. Das Zusammenfügen der
beiden Holzteile 2 erfolgt durch Einstecken der Feder 21 in
einer Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene in die Nut 22 des
vertikalen Holzteils 2.
Von dem horizontalen Holzteil 2 geht
im Abstand von dem links sichtbaren vertikalen Holzteil 2 ein
zweites, schwächer
dimensioniertes vertikales Holzteil 2 nach unten hin ab.
Dieses zweite vertikale Holzteil 2 ist an seinem oberen
Stirnende mit einer Schwalbenschwanzfeder 21 versehen,
die in eine passende Schwalbenschwanznut 22 in der nach
unten weisenden Seite des horizontalen Holzteils 2 eingesteckt
ist.
Alle weiteren an einem Fachwerk 10 oder
einem gesamten Produkt 1 benötigten Verbindungen an Stoßstellen 20 von
jeweils zwei Holzteilen 2 sind nach dem gleichen Prinzip
mittels schwalbenschwanzförmiger
Federn 21 und Nuten 22 hergestellt.
Rechts von dem ersten vertikalen
Holzteil 2 und oberhalb des horizontalen Holzteils 2 ist
ein Teil eines Fensters 30 sichtbar, das in eine von den
beiden genannten Holzteilen 2 sowie von zwei weiteren, hier
nicht sichtbaren Holzteilen begrenzte Fensteröffnung 30 angebaut
ist.
Unterhalb des Fensters 30 ist
das Fachwerk 10 mittels einer Decklage 5 abgedeckt.
Diese Decklage 5 besteht beispielsweise aus Deckplatten
aus Holz oder Holzwerkstoff, die mit den Holzteilen 2 vernagelt
oder verschraubt werden. Die Decklage 5 liegt dabei bei
dem Beispiel gemäß 3 auf der vom Betrachter
abgewandten Seite des Fachwerks 10.
Ergänzend kann auch auf der dem
Betrachter zugewandten Seite des Fachwerks 10 eine Decklage
angebracht werden, wobei dann zwischen den beiden Decklagen bei
Bedarf eine isolierende Zwischenlage angebracht werden kann. Auf
diese Weise lassen sich Außenwände für ein Gebäude herstellen, die
sowohl stabil und belastbar als auch gut gegen Wärme- und Schallübertragung
isoliert sind.
Weiter besteht die Möglichkeit,
jeweils ein Fachwerk 10 zunächst in einer horizontalen
Lage auf einer Montagefläche,
z.B. einer ebenen Erdoberfläche,
durch eine einzige Arbeitskraft zusammenzustecken und dann erst
das Fachwerk 10, das z.B. eine Gebäudewand bildet, in seine vertikale
Ausrichtung zu verschwenken. Diese Vormontage in horizontaler Ausrichtung
ist problemlos möglich,
weil die Verbindungen zwischen den einzelnen Holzteilen 2 einfach durch
Einstecken von oben nach unten hin senkrecht zur horizontalen Ebene
erfolgt. Nach dem Zusammenstecken ist das Fachwerk 10 schon
ausreichend stabil und kann als Einheit aus seiner horizontalen Montagelage
in seine vertikale Funktionslage verschwenkt werden.