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Eckverbindung eines Rahmens eines Fensters, einer Tür od. dgl.
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Die Erfindung betrifft eine Eckverbindung eines Rahmens eines Fensters,
einer Tür od. dgl., dessen senkrecht aufeinander stehende Holme aus Holz unter einem
Gehrungswinkel von 45 Grad zusammenstoßen und durch eine im wesentlichen senkrecht
zur Gehrungsfläche angeordnete Spannschraube derart zusammengepresst sind, daß die
Gehrungsflächen dicht aneinander anliegen.
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Eine derartige Eckverbindung ist aus der DT-Os 1 534 841 bekannt.
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Die miteinander zu einem Rahmen zu verbindenden Holme sind an ihren
Stoßflächen genau unter einem Winkel von 45 Grad geschnitten, um nach dem Zusammenbau
einen rechtwinkeligen Rahmen zu erhalten. Senkrecht zur Gehrungsfläche weisen
die
Holme eine Durchgangsbohrung auf, die pro Holm jeweils eine von der Außenfläche
ausgehende Senkung besitzt. In die Durchgangsbohrung ist eine als Schaftschraube
ausgebildete Spannschraube eingebracht, die mit ihrem Kopf sich an einer Senkung
abstützt. Über das gegenüberliegende Ende der Spannschraube ist eine Gegenmutter
gedreht, die an der Senkung des anderen Holmes zur Anlage gelangt. Durch Anziehen
der Gegenmutter werden die ebenen Gehrungsflächen aneinander gepreßt und die beiden
Holme miteinander fest verbunden.
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Zur Vermeidung einer Verdrehung der beiden miteinander verbundenen
Holme in der Gehrungsebene sind noch Versteifungswinkel in die Holme verdeckt eingebracht.
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Die aus Holz bestehenden Holme werden üblicherweise luftgetrocknet
bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 12 bis 15% verarbeitet. Nach längerer Lagerung,
nach dem Einbau des Rahmens in ein Gebäude od. dgl. kann der Feuchtigkeitsgehalt
bis auf 7% absinken. Infolge dieses Rückganges des Feuchtigkeitsgehaltes tritt ein
Schwinden der Holme auf, das dazu führt, daß die Eckverbindung im Bereich der Gehrung
sich öffnet, und zwar insbesondere derart, daß ein auf das Rahmeninnere zu sich
vergrößernder offener Spalt sich bildet. Diese Auseinanderbewegung
der
Gehrungsflächen ergibt elii unschöner Aussehen der Rahmen, führt bei gestrichenen
Rahmen zu einem Abreißen der Farb- bzw. Lackschicht und hat insbesondere den Nachteil,
daß in die offene Fuge Wasser eindringt, das dann eine Zerstörung des Holzes im
Bereich der Eckverbindung bewirken kann.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, die Eckverbindung
derart zu verbessern, daß die nachteiligen Auswirkungen des Schwindens der Holme
ausgeglichen werden, daß insbesondere eine Eckverbindung geschaffen wird, deren
Gehrung auch nach einem Schwinden der Holme dicht geschlossen bleibt.
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Diese Zwecke werden nach der Erfindung bei einer Eckverbindung der
eingangs erwähnten Ausgestaltung dadurch erreicht, daß der Gehrungswinkel i der
einzelnen Holme, gemessen von der dem Rahmeninnern abgewandten Außenfläche des Holmes,
größer als 45 Grad ausgebildet ist.
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Bringt man zwei senkrecht aufeinander stehende Holme zur gegenseitigen
Anlage der derart ausgestalteten Gehrungsflächen, berühren sich die Gehrungsflächen
nur an der dem Rahmeninnern zugewandten Kante der Holme. Infolge der Ausgestaltung
des Gehrungswinkels größer als 45 Grad bildet sich ein zur Außenfläche des Rahmens
sich erweiternder Spalt mit einem Winkel, dessen Winkel der doppelten Abweichung
des Gehrungswinkels von 45 Grad
entspricht. Dieser winkelförmige
Spalt wird dann über die Spannschraube geschlossen, bis die beiden Gehrungsflächen
plan aufeinander anliegen.
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Unter Gehrungswinkel ffi wird dabei derjenige Winkel verstanden, der
von der Gehrungsfläche und der vom Rahmeninnern abgewandten Außenfläche umschlossen
wird. Im Falle eines feststehenden Rahmens ist die Außenfläche diejenige Fläche
des Rahmens, die unmittelbar der Maueröffnung benachbart ist, in welche der Rahmen
eingesetzt wird.
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Im Falle eines Flügelrahmens ist die Außenfläche diejenige Fläche,
die dem feststehenden Rahmen zugewandt ist, also die von dem Glaslichten abgewandte
Fläche.
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Werden auf diese Weise Holme größerer Länge miteinander verbunden,
bewirkt die von der Spannschraube ausgeübte Kraft auf die Holme zur Erzielung der
planen Anlage der Gehrungsflächen aufeinander, daß die Holme sich leicht nach außen
durchbiegen, also vom Rahmeninnern weg. Dabei wirkt die größte Kraft auf diejenigen
Stellen der Gehrungsfläche, welche zuerst aufeinanderliegen, also in demjenigen
Bereich, welcher dem Rahmeninnern zugewandt ist.
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Verringert sich nunmehr der Feuchtigkeitsgehalt der Holme aus Holz,
beginnt das Material der Holme zu schwinden, und zwar am stärksten in dem dem Rahmeninnern
zugewandten Bereich der Gehrung, also
in dem Bereich, in dem die
stärkste Kraft auf die Gehrungsflächen wirkt. Durch das stärkere Schwinden in diesem
Bereich werden auch die die Durchbiegung der Holme bewirkenden Querkräfte geringer,
so daß die Durchbiegung der Holme immer mehr verringert wird und die Holme dann
gerade werden.
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Bei Holmen kräftigen Querschnittes und kürzerer Länge muß die bei
der Montage des Rahmens aufgewendete Kraft über die Spannschraube so groß sein,
daß das Material der Holme in demjenigen Bereich, wo die Gehrungsflächen sich zuerst
berühren, soweit in sich zusammengepreßt bzw. gestaucht wird, daß die Gehrungsflächen
voll aufeinander anliegen. Auch hierbei ergibt sich bei einem weiteren Austrocknen
der Holme, daß die die Stauchung bewirkende Kraft verringert wird.
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Durch die Ausbildung des Gehrungswinkels größer als 45 Grad wird somit
die Formänderung im Bereich der Gehrung infolge des Schwindens von vornherein berücksichtigt,
um bei einem Schwinden der Holme ein Aufklaffen der Gehrung zu verhindern, und zwar
dadurch, daß in demjenigen Bereich, wo der Schwund am größten ist, die stärkste
Pressung innerhalb der Gehrung durch die Spannschraube ausgeübt wird.
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Das genaue Maß der Abweichung des Gehrungswinkels d von 45 Grad hängt
dabei im wesentlichen von der Art des Holzes, dessen Aufbau, vom Querschnitt des
Holmes und der Größe der zu erwartenden Feuchtigkeitsänderung des Holzes ab und
kann durch einfache Versuche jeweils ermittelt werden.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Abweichung des
Gehrungswinkels 6 bis zu einem Grad pro Holm von der 45 Grad-Gehrung. Mit diesem
Winkelbereich der Abweichung kann bei den üblichen, im Fensterbau verwendeten Hölzer
mit den dabei gebräuchlichen Feuchtigkeitsgehalten die negative Auswirkung des Schwindens
der Holme ausgeglichen werden.
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Durch das Schwinden der Holme wird infolge der Winkelabweichung von
der 45-Grad-Gehrung der durch die Spannschraube auf die Gehrungsfläche ausgeübte
Druck gleichmäßiger auf die Gehrungsfläche verteilt und übertragen. Insbesondere
bei einem starken Schwinden kann die von der Spannschraube ausgeübte Kraft dann
geringer werden. Um die ursprüngliche Kraft, mit welcher die Holme zusammengehalten
werden, beizubehalten, ist die Mutter
der Spannschraube nach dem
Schwindvorgang nachzuziehen. Dies ist jedoch nicht mehr möglich, wenn der Rahmen
in ein Gebäude eingesetzt ist.
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Es ist deshalb günstig, die Spannschraube als Dehnschraube auszugestalten,
die mit Vorspannung verschraubt ist, so daß auch nach einem Schwinden der Holme
die Holme fest und dicht aneinandergepreßt bleiben.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es vorteilhaft,
zwischen Kopf und/oder Gegenmutter und der Senkung im Holm jeweils mindestens eine
federnde Zwischenlage anzuordnen.
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Diese Zwischenlage dient dabei dazu, die durch das Schwinden auftretenden
Maßänderungen in der Kraftrichtung der Spannschraube unwirksam zu machen, d.h.,
sicherzustellen, daß auch nach dem Schwinden die Spannschraube noch auf die Senkungen
der Holme unter Ausübung von Druck wirkt.
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Als federnde Zwischenlage ist ganz besonders eine Tellerfeder geeignet,
die bei geringem Federweg eine hohe Federkraft aufweist. Die Tellerfeder kann dabei
auch einen geschichteten Aufbau besitzen, also aus mehreren Einzelfedern aufgebaut
sein.
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Zur Vermeidung einer Verdrehung der Holme, insbesondere bei deren
Zusammenfügung zu einem Rahmen ist es vorteilhaft, die Gehrungsfläche mit mindestens
einem Dübel zu versehen, der parallel zur Spannschraube angeordnet ist. Durch die
parallele Anordnung von Spannschraube und Dübel können die Bohrungen im Holm in
einer gemeinsamen Ebene gefertigt werden, und zwar evtl. gleichzeitig oder mittels
einer Lehre.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung sind
der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform
als Beispiel zeigt.
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Der Rahmen 1 für ein Fenster, eine Tür od. dgl., ist aus den horizontalen
Holmen 2 und den vertikalen Holmen 3 zusammengesetzt. Die einzelnen, mit einem Überschlag
4 versehenen Holme 2, 3 stoßen an ihren Enden jeweils unter Bildung einer Gehrung
5 aneinander. Der Gehrungswinkel j der Holme 2, 3 beträgt dabei, gemessen von der
dem Rahmeninnern abgewandten Außenfläche 6 mehr als 45 Grad.
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Die Holme 2,3 bestehen aus Meranti-Holz und besitzen vor dem Zusammenbau
der Holme 2,3 zu einem Rahmen 1 einen Feuchtigkeitsgehalt von 12%.
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Zur Montage des Rahmens 1 werden die einzelnen Holme 2, 3 im rechten
Winkel aufeinander zu bewegt, bis die Gehrungsflächen 7 aneinander anstoßen. Da
der Gehrungswinkel OC ein halbes Grad größer als 45 Grad ausgebildet ist, berühren
sich die aneinanderstoßenden Holme 2, 3 nicht über ihre gesamte Gehrungsfläche 7,
sondern nur über eine Linie bzw.
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geringe Fläche, die im Bereich der Innenfläche 8 der Holme 2,3 liegt,
also nahe dem Rahmeninnern. Infolge des größer als 45 Grad ausgebildeten GehrungswinkelsOc
entsteht somit an der Gehrung 5 ein nach der Außenfläche 6 der Holme 2, 3 sich erweiternder
Spalt, mit einem Spaltwinkel von einem Grad, also der doppelten Abweichung, welche
der Gehrungswinkel oc von 45 Grad besitzt. Dies ist an der linken, oberen Ecke des
Rahmens 1 gezeigt.
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Beide Holme 2, 3 weisen eine senkrecht zur Gehrungsfläche 7 angeordnete
Durchgangsbohrung 9 auf, die von der Außenfläche 6 der Holme 2, 3 her jeweils mit
einer Senkung 10 versehen ist. In diese Durchgangsbohrung 9 wird eine mit einem
Kopf 12 versehene Spannschraube 11 eingeführt und mit einer Gegenmutter 13 verschraubt.
Dabei befindet sich sowohl zwischen dem Kopf 12 der Spannschraube 11 und der Senkung
10, als auch zwischen der Gegenmutter 13 und der Senkung 10 jeweils eine Tellerfeder
14.
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Nunmehr wird die Spannschraube 11 angezogen, wodurch der Spaltwinkel
sich verringert. Die Spannschraube 11 wird soweit angezogen, daß die'beiden Gehrungsflächen
7 der benachbarten Holme 2, 3 satt aufeinander anliegen, wie an den anderen Ecken
dargestellt, so daß kein Spalt mehr vorhanden ist.
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Die Spannschraube 11 in gespanntem Zustand ist in der linken unteren
Ecke gezeichnet, die im Schnitt gezeigt ist.
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Die durch die Spannschraube 11 ausgeübte Kraft verteilt sich dabei
ungleichmäßig auf die Gehrungsflächen 7. Diese Kraft ist am größten in demjenigen
Bereich, wo sich die Gehrungsflächen 7 beim senkrechten Zusammenführen der Holme
2, 3 zuerst berühren, also im Bereich nahe der Innenfläche 8 der Holme 2, 3 und
nimmt in Richtung auf die Außenfläche 6 der Holme 2, 3 ab.
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Bei einer Feuchtigkeitsverringerung der Holme 2, 3 beginnt das Holz
zu schwinden, und zwar im Bereich der Gehrung 5 derart, daß bei einer genauen 45-Grad-Gehrung
ein zum Rahmeninnern offener Spalt entsteht, wie in der rechten, oberen Ecke gestrichelt
dargestellt.
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Bei den üblichen Gehrungswinkeln von 45 Grad entsteht dabei ein zum
Rahmeninnern sich erweiternder Spalt. Bei einer
Heruntersetzung
des Feuchtigkeitsgehaltes von 12% auf 8% beträgt der durch den Schwund hervorgerufene
Spaltwinkel ca. 1 Grad bei Anwendung eines Meranti-Holzes. Durch diesen Spalt ergibt
sich ein unschöner Aussehen, die Farbe reißt ab und Wasser und Schmutz kann in den
Spalt eintreten, was zu einer Zerstörung des Holzes führen kann. Gleichzeitig wird
auch die Stabilität des Rahmens verschlechtert.
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Diese nachteiligen Folgen des Schwundes sind nunmehr bei dem Rahmen
1 von vornherein berücksichtigt durch die Abweichung des Gehrungswinkels 9t von
45 Grad, und zwar dadurch, daß der Gehrungswinkel « größer als 45 Grad gehalten
ist, und zwar in einer solchen Größe, welche dem Schwundwinkel entspricht. Es entsteht
durch den vergrößerten Gehrungswinkel ein nach außen, der Außenfläche 6 der Holme
2, 3 zu, sich vergrößernder Spalt vor dem Zusammenpressen der Holme 2, 3, während
durch das Schwinden der Holme 2, 3 ein nach dem Rahmeninnern, also der Innenfläche
8 zu, sich vergrößernder Spalt entstehen würde.
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Schwindet die Gehrung 5 des Rahmens 1 aus Meranti-Holz, geht das Holz
in demjenigen Bereich am stärksten zurück, in welchem die durch die Spannschraube
11 hervorgerufenen Kraft am größten ist. Dies bedeutet, daß im Verlauf des Schwindens
die Kraftverteilung
auf die Gehrungsflächen 7 immer gleichmäßiger
wird.
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Entspricht dabei der Schwundwinkel der Abweichung des Gehrungswinkels
i von 45 Grad, im vorliegenden Falle also einem halben Grad, ist die Flächenpressung
über die gesamte Gehrungsfläche 7 dann annähernd gleich groß. Da der Schwundwinkel
im Gehrungsbereich durch den von 45 Grad abweichenden Gehrungswinkel berücksichtigt
ist, bleibt die Gehrung 5 auch nach einem Schwinden dicht geschlossen.
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Bei einem Schwinden des Holzes verringert sich auch der Abstand zwischen
den benachbarten Senkungen 10 einer Durchgangsbohrung 9. Da die Spannschraube 11
als Dehnschraube ausgebildet ist, ist gewährleistet, daß nach einer Abstandsverringerung
der Senkungen 10 auch nach dem Schwinden die Gehrungsflächen 7 fest aufeinandergepresst
bleiben.
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Die zusätzlichen Tellerfedern 14 gewährleisten darüber hinaus, wenn
der Bereich der elastischen Dehnung der Spannschraube 11 kleiner ist als der Schwund
in Spannschraubenrichtung, daß durch die in ihnen gespeicherte Energie auch nach
einem starken Schwund die Gehrungsflächen 7 mit großer Kraft aufeinandergepresst
bleiben und sich kein Spalt in der Gehrung 5 bilden kann.
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Zur Vermeidung einer Verdrehung der Holme 2, 3 zueinander, insbesondere
während der Montage des Rahmens 1, werden die Gehrungen 5 zusätzlich mit zwei Dübeln
15 versehen, die in paralleler Richtung zur Spannschraube 11 angeordnet sind.
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Ein Dübel 15 befindet sich im Bereich des Überschlages 4, um zu verhindern,
daß der Überschlag 4 der einzelnen Holme 2, 3 in der Ebene senkrecht zur Zeichenebene
sich verschieben kann.
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Der andere Dübel 15 ist jenseits der Spannschraube 11 im Bereich der
äußeren Ecke angeordnet.
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Im Bereich des rechten Holmes 3 ist strichpunktiert noch die Durchbiegung
des Holmes 3 kurz nach dem Aufeinanderpressen der Gehrungsflächen 7 der Gehrung
5 gezeigt. Diese Durchbiegung geht im Verlauf des Schwindens zurück, wenn infolge
des spaltförmigen Schwundes im Bereich der Gehrung 5 die auf die Gehrungsflächen
7 wirkende Kraft einigermaßen gleichmäßig über die Gehrungsflächen 7 verteilt ist.
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In der Zeichnung ist die Gehrungsfläche 7 als ebene Fläche dargestellt,
die sich durch eine Sägeschnitt schnell und einfach herstellen läßt.
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Selbstverständlich kann die Gehrungsfläche 7 auch mit Minizinken versehen
sein. Auch können die Gehrungsflächen 7 mit einen Klebstoff bestrichen werden, insbesondere
einem Klebstoff, der nach dem Aushärten eine gewisse Dauerelastizität beibehält.