DE1459885A1 - Metallisches Anschlussstueck zum Verbinden von hoelzernen Strukturgliedern und unter Verwendung eines solchen Stuecks hergestellte Verbindung - Google Patents

Description

Automated Building
Components ,Inc.

- 2 3. OKT. 1968

Metallisches Anschlussstück zum Verbinden von hölzernen Strukturgliedern und unter Verwendung eines solchen Stücks hergestellte Verbindung

Die Erfindung betrifft Anschlaßstücke aus Metall sowie hölzerne Strukturverbindungen und insbesondere Anschlußstücke und stumpfe bzw. Stoßverbindungen, wie sie bei vorgefertigten Holzkonstruktionen, beispielsweise bei Dachs tühlra, Verwendung finden.

Jahrhundertelang blieb die Schwierigkeit der richtigen verbindung hölzerner Straktur-Lastaufnahmeglieder ungelöst. In den letzten Jahren wurden mit der Einführung verschiedener Arten von vorgefertigten Konstruktion en hölzerne Strukturverbindungen entwickelt, die lediglich mit Hilfe von Ketallplatten zusammengeschlossen bzw. -gefügt wurden, welche mit aus ihnen herausgestanzten und in die hölzernen 'Irägerglieder eingebetteten schlanken, länglichen, nagelartigen Zähnen versehen waren. Ein Anschlußstück dieser Art ist in der USA-Patentschrift 2 t$77 520 offenbart, während ähnliche Anschlaßstücke in den USA-Patentschriften 3 011 226 und 3 016 586 beschrieben sind. Die bis heute verwendeten Platten dieser Art, deren Zähne als einzige Mittel zum Festhalten der Platten an den Holzträgergliedern dienten, wurden aus Stahlblech mit einer Hennstärke von mindestens 1,5 mm angefertigt, während d^rr größte Teil derartiger Platten eine ilennütärke von rvbwa 1,9 miß besaß.

909819/0330

-2-BAD ORiGWAL

Erfindungsgemäß hat es sich dagegen herausgestellt, daß

. lurch die Verwendung von noch dünnerem Metall, beispielsweise mit einer Nennstärke von etwa 1,21 mm, in Verbindung mit einer neuartigen Kombination von Zahnformen und einer neuartigen Anordnung der Zähne auf der Platte, eine beträchtliche Einsparung in den Herstellungskosten der Anschlußstücke erzielt werden kann. Weiterhin hat es sich gezeigt, daß diese Stärkenverringerung· ohne Beeinträchtigung der erforderlichen strukturellen _A?estigkeit der Verbindung erreicht werden kann. Durch die erfindungsgemäß ausgebildeten Anschlußstücke wird somit die pro Anschlußstück benötigte iietallsienge im Vergleich zu der bei den früheren, schwereren Platten erforderlichen κ enge wesentlich herabgesetzt, ohne daß dies zu einer Verschlechterung der festigkeit oder der Anwendbarkeit der Anschlußstücke führen würde. Obgleich die erfindungsgemäßen Platten und Anschlußstücke bei strukturellen Lastaufnahmegliedern verbreitet Anwendung finden können, liegt ihre Hauptanwendung auf dem G-ebiet der j^ertiggebäude-Konstruktion und insbesondere in der Herstellung von Dachstühlen für derartige Gebäude.

Demzufolge beschäfigt sich die Erfindung in erster Linie mit der Schaffung von verbesserten hölzernen otruktur-Lrstaufnahmeverbladung^n und Anschlußstücken für diese.

Ein anderes Erfindungsziel betrifft die Schaffung von /erbindungen und Anschluss tu eisen der genannten Art, die billiger sind als dir bisher erhältlichen -feile dieser Art.

Ein weiteres Erfindungsaiel besteht in drr Schaffung von

-3-BAD ORIGINAL

809819/0330

Verbindungen und Anschlußstücken der genannten Art, die pro Metalleinheit des Anschlusstücks eine Verbindungsfestigkeit gewäiirleisten, welche wesentlich höher ist als <ϊρ mit ä.ca. bisherigen Anschlusstücken erzielte Festigkeit.

Diese and weitere Ziele und Vorteil^ der Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf ein bei einer Verbindung verwendetes Anschlußstuck mit den Merkmalen der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Anschlußstücks gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen lotrechten Querschnitt durch einen der Zähne des Anschlußstücks gemäß Fig. 1,

Fig. b eine Stirnseitenansieht eines der Zähne des Anschluss tücks gemäß Fig. 1,

Fig. 5 fine Aufsicht auf einen Abschnitt des Anschluß-Stücks gemäß Fig. 1, mit ^cinem im waagerechten Querschnitt dargestellten Zahn,

Fig. 6 einen lotrechten querschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Zahns zur Verwendung in Verbindung mit einen Anschlußstück der in Fig. 1 dargf st' Uten Art,

Fig. 7 eine ätirnseitenansieht ^ines Zahns der Art gemäß Fig. 6 und

BAD^-ORlGiNAL

9 0 9819/0330

Pig. 8 pine Aufsicht auf einen Abschnitt einer die Zahnform gemäß deti Fig. 6 und 7 verwendenden Platte mit.einem im waagerechten querschnitt dargestellten Zahn.

Die-in den Fig. 1 und 2 allgemein mit 10 bezeichnete strukturelle Stoßverbindung besteht aus zwei strichpunktiert eingezeichneten hölzernen Struktur-Lastaufnahme- * glieder 12 und 1Λ, welche ihrerseits mit Hilfe eines allgemein mit 16 bezeichneten AnschlußStücks miteinander verbunden sind. Das Anschlußstück 16 besteht aus einer Stahlplatte 18 mit mehreren aus ihr herausgestanzten Reihen 20, 22 und 2k von schlanken, länglichen, nagelähnlichen Zähnen 26, durch deren Ausbildung mehrere Reihen länglicher Schlitze festgelegt werden. Die Zähne 26 werden auf beliebige Weise in die Holzglieder 12 und 14- eingebettet, und zwar vorzugsweise durch Anlegen von i-Tuck auf die Platte 18 mit Hilfe einer entsprechenden Presse. Obgleich in Fig. 2 nur eine einzige Platte dargestellt ist, können ersichtlicherweise zwei Platten verwendet werden, von denen jeweils eine an einer Seite des Holzglieds vorgesehen wird, so dai-3 die Zähne der einander gegenüberliegenden Platten einander zugewandt sind.

Gfemäß den Fig. 3, k und 5 besitzt jeder Zahn 26 im i-₄uerschnitt im wesentlichen V-Form, wie di^s aus Fig. 5 am besten ersichtlich ist, und weist eine, durch das Stanzwerkzeug beim Herstellungsvorgang des Anschlußstücks hervorgebrachte konkave Stanzfläche 28 sowie eine konvexe Rückseite 30 auf. Um die Forteile der Erfindung ausnutzen zu können, mussel die' Zähne in spitzen Enden 32 auslaa-

BAD ORIGINAL

-5-9098 19/0330

f'en, die gemäß Fig. k m ei rf el form ig bzw, doppelseitig abgeschrägt sind und zwischen den Meißelflächen einen Winkel A von vorzugsweise nicht mehr als 6ü festlegen, obgleich auch andere Arten von Formen der spitzen Enden, wie schräggeschnittene oder abgerundete Spitzen, verwendet werden können, werden die in den Zeichnungen dargestellten meißeiförmig bzw. doppelt abgeschrägten Spitzen bevorzugt. ■

^rfindungsgemäß wird eine ungewöhnliche hohe Verbindungsfestigkeit pro Einheit des im Ans chi ud stück verwendeten metalls durch /erwendung einer höheren Dichte der Zähne erreicht, als dies bisher als möglich angesehen wurde, oliae daß hierbei jedoch ein unerwünschtes Splittern der Holzglieder hervorgerufen würde, was eine verminderte Verbindungsfestigkeit und schlechte italtbarkeit zur Folge hätte. Diese große Dichte der Zähne wurde lediglich durch deren spezielle Anordnung ermöglicht, welche ihrerseits d^s Ergebnis ausgedehnter Versuche ist. Dir dabei entwickelte ungewöhnliche Zahnanordnung und die später genauer erläuterten Rplativlagen der Zähne untereinander liefen sich nur auf dem Versuchsweg ermitteln, so daß die frzielte ungewöhnlich hohe Festigkeit pro Gewichtseinheit des Ii etall-Anschluß Stücks nicht genauer erklärt oder durch eine präzise mathematische Formel festgelegt werden kann.

Lrf indungsg^mäß sind die Zähne einander benachbarter Reihen, beispielsweise der Reihen 20 und 22 gemäß Fig. 1, jeweils la entgegengesetzte Richtung herausgestanzt, so daß die Zähne jeweils Dreiergruppen bilden, die beispiels-

-6-

BAD ORiGlNAt

9 098 19/033 0

-Ü-

weise aus den Zähnen 3^_t 36 und 3& bestehen, von denen die Zähne y\ und 38 eine zweite, die Sahne 34, 3Ö und 4ü umfassende Dreiergruppe festlegen. I.rsichtlichfrvreise liegen dpn Zähne 34, 36 und 33, deren Standflächen 28 einander entgegpngericlitr-t sind, jeweils an den kcken eines Dreiecks mit d^pr Höhenlinie a. Gleichermaßen liegen dir Zähne 3^» 3^ und 40, deren Rückseiten 30 einander entgegengerichtet sind, jeweils an den Ecken piaes Dreiecks mit einer Höhenlinie b. Gemäß einer speziellen und bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Höhe a. etwa 6,35 mm, xtfährend die Höhe b etwa 13»5 nun beträgt. Der Abstand zwischen benachbarten Zähnen einer Reihe, d.h. Höhe a plus Höhe b, entspricht etwa. 19,«5 ™a. Das Verhältnis von b zu a beträgt bei dieser speziellen Ausführungsform der Erfindung 2,124 : 1 und vorzugsweise nicht weniger als 2:1» Ersichtlicherweise sind die spitzen Zahnenden im Fall einer derartigen Anordnung" quer zum .Anschlußstück praktisch auf einander ausgerichtet, wie dies in Fig. 1 durch die Strichpunkt irr ten Linien 42 und 44 angedeutet ist. Im Fall der dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß S¹Ig. 1 beträgt die mit c bezeichnete Breite der Schlitze und somit a.uch die tfennbreite der Zähne etwa 3,2 mm, wahrend der gemäß Fig. 1 mit d bezeichnete Abstand zwischen den kanten benachbarter Schlitze etwa 3»Ö ram beträgt. Das Verhältnis von d zu c beträgt somit 1,25:1· Dieses verhältnis hat sich als ungefähr'es Mindestmaß erwiesen, unterhalb welchem das Holz zum Splittern neigt und die ./er bindungsfest igle ei t nachteilig beeinflußt wird. Eix Erhöhung dieses Verhältnisses führt ζ α zusätzlichem i-ietcllgewicht in clnr Verbindung, was sich für dir Erzielung

-7-

BAD ORIGINAL 909819/0330

maximaler festigkeit pro u-ewichts einheit des Metalls des Anschlußstücks eis unnötig erwiesen hat.

Bei der speziell "b es ehr i eben en Ausführungsform der Erfidung beträgt dir, mit e bezeichnete Länge der Zähne etwa 3Λ,3 mm, !fahrend der Abstand f zwischen dan Schlitzende und dem benachbarten Za.hn etwa 5»6 mm beträgt. Das Verhältnis von e zu f beträgt soir. t 2,57'·! und liegt vorzugsweise nicht unter 2:1. Die Zahnlänge ist außerdem von der Stärke der Platte abhängig, die im vorstehenden Fall nach dem Galvanisieren bzw. Plattieren eine Stärke von etwa 1,3 mm besitzt, wobei ihre Stärke gewöhnlich innerhalb einer Toleranz von 1,23-1,30 mm schwankt. Die Verwendung einer dünnen Platte ist für den Kostenvorteil wesentlich, wie er sich aus der erfindungsgemäß erzielten außergexTÖhalich hohen Festigkeit pro Gewichts einheit des verwendeten He tails ergibt, weshalb die Plattenstärke nicht mehr als etwa 1,36 mm betragen sollte. Das Verhältnis von Zahnlänge zur Plattenstärie beträgt bei der bevorzugten Ausführungsform 'der Erfindung etwa 11:1 und sollte nicht unter 8:1 liegen.

Srsichtlicherweise schneidet bei einem erfiiidungsgemäß ausgebildeten Anschluß stück jede im rechten Vi ink el zu den Schlitzreihen qurr zum Anschlußstück gezogene Linie, mit Ausnahme einer durch eine ^uerreihe von Zähnen selbst verlaufenden Linie, die Schlitze ;jeder einzelnen Schlitzreihe.

die Zähne bei der Ausführungsform der Erfindung gemärt den Fig. 1 bis 5 im wesentlichen mit V-förmigem

-8 -

909*19./ö330

Querschnitt dargestellt sind, sind auch andere gewölbte Querschnittsformen möglich. Ein Beispiel für einen derart ausgebildeten Zahn ist in den Fig. 6 bis 8 dargestellt, in denen eine Platte 46 mit einem ausgestanzten Zahn versehen ist. Die Stanzseite 50 dieses Zahns 48 weist eine zentrale Nut 52 auf, während zu beiden Seiten der Nur 52 je eine geneigte Fläche 54 vorhanden ist und die Rückseite 56 des Zahns im wesentlichen Bogenform besitzt. Ebenso wie bei der Ausführungsform gemäß den Fig.l bis weist der Zahn eine meißelartige bzw. beidseitig abgeschrägte Spitze 58 auf; durch den gekrümmten Querschnitt wird ihm Steifheit verliehen.

Bereits ausgeführte Versuche haben gezeigt, daß es bei der Herstellung einer stumpf aneinanderstoßenden strukturellen Verbindung von hölzernen Trägergliedern mit Hilfe des erfindungsgemäßen AnschlußStücks möglich ist, eine beträchtliche Erhöhung sowohl der Längs-Zug- als auch der qu erg er i ent et en Herauslösefestigkeit pro Gewichtseinheit von im Anschlußstück verwendeten Metall zu erzielen. Auf diese V/eise lassen sich Verbindungen mit derselben Festigkeit wie im Fall von bisher bekannten Verbindungen herstellen, wobei j edoch nur eine wesentlich geringere Metallmenge benötigt wird und somit die Herstellungskosten für die Verbindung gesenkt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht auf diese V/eise die Vorfertigung von hölzernen Strukturgliedern, wie Dachstühlen, mit niedrigeren Herstellungskosten, als dies bisher möglich war.

Ersichtlicherweise kann' die Erfindung auch auf andere als die-speziell dargestellte und beschriebene Weise aus-

BAD ORSGfNAL _₉_ 9098 19/0330

U59885

geführt werden, ohne daß ihr Rahmen verlassen oder von ihren wesentlichen Eigenschaften abgewichen wird. Aus diesem Grund sollen die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung lediglich als erläuternd und nicht als einschränkend angesehen werden, vielmehr soll die Erfindung auch alle in den erweiterten Schutzumfang fallenden und gleichwertigen Änderungen mit einschließen.

-10-

BAD ORIGINAL

909819/0330

Claims (8)

1. Patentansprüche

   Krallenplatte für d borverbindungen od.dgl. mit unter 'gleichzeitiger Jildung von !entsprechenden Schlitzen ausgestanzten^ rinseitig Ii er ausrag enden Krallen von- · ■ gekrümmten" <,u er schnitt, bei der die Schlitze auf· zueinander parallelen iäquidlstanten Heihen und innerhalb dieser Reihen mit gleichem Abstand voneinander, die Reihen abwechselnd um 1ÜU 'um die Normale der Krallenplatten gedreht und die Prallen der ungeradzahligen und die der geradzahligen Reihen jeweils auf untereinander parallelen, quer zu den Reihen verlaufenden Linien angeordnet sind, wobei zwischen den zu den geradzahligen Reihen und den zu den ungeradzahligen Reihen gehörigen benachbarten Linien abwechselnd ein kleiner und ein größerer Abstand besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die kürzeste Verbindungsstrecke (30-3Ü bzw. 34-36) zvrischen zwei in benachbarten Reihen (20, 22, 24) angeordneten Krallenfußp unk ten. (34·, 36, 38, 40) mit den von diesen Krallenfußpunkten ausgehenden Schlitzlängsrichtungen einen spitzen Winkel bildet, daß die jeweils nächst benachbarten Spitzen der Schlitze von benachbarten Reihen alle untereinander fluchten, so daß eine quer zu den Reihen gezogene ßezugslinie durch die Spitzen der jeweiligen Schlitze in jeder Reihe verläuft, wobei diese Bezugslinie (42, 44) keine der kürzesten Verbindung s streck en zweier, in benachbarter Reihen angeordneter Krallenfußpunkte schneidet, und daß der größere Abstand (b) der jeweils benachbarten Linien mindestens etwa doppelt so groß ist wie der kleine Abstand (a) der jeweils benachbarten Linien. ^

   909 819/0330 -¹¹-

   Unterlagen (Art. 711 Abs. 2 Ni*. 1 $0z 3 «s Änderungen«* v. 4.9.1967J
2. 2. Verbindungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei genannten Zähne (34, 3ö| 38) ein Dreieck mit einer im rechten Winkel zu den Schlitzen verlaufenden Grundlinie und einer sich längs des beim Ausstanzen des mittleren Zahns gebildeten Schlitzes erstreckenden Höhenlinie bestimmen, daß ein zweiter mittlerer Zahn (40) in derselben Reihe wie der erste mittlere Zahn (36) unmittelbar neben dan Ende des Schlitzes des ersten mittleren Zahns (36) angeordnet ist und daß die äußeren Zähne (34, 38) zusammen mit d<?m zweiten mittleren Zahn (40) ein zweites Dreieck mit derselben Grundlinie wie das erste Dreieck und. einer Höhenlinie bestimmen, die mit der Höhenlinie des ersten Dreiecks fluchtet, wobei die Höhe des zweiten Dreiecks jedoch größer ist als die Höhe des ersten Drei· CkB.
3. Vei'bindungsplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dsß die: Höhe des zweiten Dreiecks mindestens doppelt so groß ist wie diejenige des ersten Dreiecks.
4. 4. Verbindungsplatte nach ein on der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Platte nach dem Galvanisieren etwa 1,21 mm beträgt und die Länge der Zähne mindestens der achtfachen Plattenstärke entspricht.
5. 5. Verbindungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge '(.e) der einzelnen Schlitze mindestens das Doppelte des Abstands (f) zwischen dem Ende eines Schlitzes und dem angrenzenden Zahn derselben Reihe beträgt.

   -12-

   909819/0330
6. 6. Verbindungsplatte nach Ansprucli 5» dadurch, gekennzeichnet, daß der Abstand p?f zwischen den benachbarten Kanten der Schlitze benachbarter Reihen etwa das 1,25-fache der Breite (c) eines Schlitzes beträgt.
7. . verbindungsplatte na^ch. einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß pro iiuadratzoll Plattenfläche mindestens etwa drei Zähne vorhanden sind und dj£se Zähne so angeordnet sind, daß die Enden der Schlitze im wesentlichen längs einer praktisch im rechten Winkel zu den Schlitzen und quer zur Platte verlaufenden Linie liegen.
8. 8. Verbindungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne derart angeordnet sind, daß pro Quadratzoll Plattenfläche etwa 4,5 Zähne vorhanden sind und daß jede quer über die Platte senkrecht zu den Schlitzen gezogene JJinie, die nicht durch die Zähne selbst verläuft, jede Schlitzreihe schneidet.

   BAD

   909819/0330