DE3636069A1

DE3636069A1 - Zusammengesetzter balken

Info

Publication number: DE3636069A1
Application number: DE19863636069
Authority: DE
Inventors: Andre Graffin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-10-31
Filing date: 1986-10-23
Publication date: 1987-05-07
Also published as: US4741144A; FR2589553A1; CH672519A5; GB8625889D0; GB2182370B; FR2589553B1; GB2182370A

Description

Die Erfindung betrifft einen zusammengesetzten Balken von poly gonalem Querschnitt mit äußeren Holzwänden und einem Kern aus einem Material, welches dem Balken seine mechanische Festigkeit verleiht.

Aus der DE-OS 30 41 585 sind zusammengesetzte Balken bekannt, bei denen ein hohles metallisches Profil an seinen Wänden mit Holzgarnituren verkleidet ist. Dieses Balkensystem gewinnt nur über das innere Profil seine mechanische Festigkeit; die an gebauten Holzemente sind vor allem für die gute Industrieform erforderlich. Überdies verbleiben an den Ecken immer Hohlräume, welche den Nachteil aufweisen, sich langfristig mit Staub zu füllen.

Die US-PS 2 50 878 betrifft einen zusammengesetzten Balken mit einem Holzrahmen aus Spanplatten, welche einen quadratischen Raum umschließen; dieser ist mit Polyurethanschaum gefüllt, dessen Aufgabe es ist, die aneinandergrenzenden Platten unter einander zu verkleben, die Struktur zu versteifen und das Ein dringen von Feuchtigkeit in den Hohlraum zwischen den Platten zu verhindern. Derartige Balken haben bestenfalls die mechanische Festigkeit von massiven Holzbalken gleichen Querschnitts, weisen jedoch nicht deren ästethische Qualität auf.

Aus der deutschen Patentanmeldung P 29 31 162.4-25 sind eben falls hohle viereckige Balken bekannt, die durch vier äußere Metallwände zusammengesetzt sind, deren Inneres anschließend mit Zement gefüllt wird; an der Innenseite der Wände ange schweißte Haken erlauben eine gute Verbindung zwischen Zement und äußeren Wänden. Solche Balken sind mechanisch sehr fest, weisen jedoch nicht die ästethischen Qualitäten von Holz auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zusammen gesetzten Balken zu schaffen, dessen Außenteile aus Holz bestehen, der eine ausgezeichnete Ausstattung aufweist und der eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit hat.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der zusammengesetzte Balken mit polygonalem Querschnitt, welcher Außenwände aus Holz und einen Kern aus einem Material, welches dem Balken seine mechanische Festigkeit verleiht, aufweist, sich dadurch aus zeichnet, daß die Wände aus flachen Elementen bestehen, die untereinander durch verklebte, konische Nut/Feder-Verbindungen zusammengefügt sind, derart, daß innerhalb der Wände ein Hohlraum für die Aufnahme des Kerns geschaffen ist.

Gemäß der Erfindung kann der Kern durch ein hohles Metallprofil gebildet sein, das mit den Wänden durch Klebung verbunden ist; die solchermaßen steife Verbindung vermeidet jegliche Deformation der Holzwände infolge Feuchtigkeit, Trockenheit, Temperaturdifferenzen oder Frost.

Eine andere Ausführungsform für den Kern sieht vor, daß der von den Wänden eingeschlossene Hohlraum mit Zement ausgegossen wird, wobei die steife Verbindung zwischen diesem und den Wänden durch Schrauben gebildet wird, welche teilweise in die Innenseiten der Wände versenkt sind und welche vorzugsweise regelmäßig und in nicht allzu großen Abständen untereinander vorgesehen sind, um die bereits erwähnte Deformation der Wände unter äußeren Ein flüssen zu verhindern.

Anhand der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen zusammengesetzten Balken, dessen Kern aus Zement besteht;

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen zusammengesetzten Balken, dessen Kern aus einem Metallprofil besteht.

Der in Fig. 1 dargestellte Balken enthält 4 Elemente 1, 2, 3, 4 aus Hartholz, beispielsweise Eiche, deren aneinandergrenzende, abgeschrägte Seiten mittels verklebten, mit einem Winkel ver sehenen Federn und Nuten 5 zusammengefügt sind. Vor dem Zusam menbau dieser 4 Elemente werden diese mit einer Verankerung versehen, die aus einer Anzahl teilweise im Holz versenkter Schrauben 8 besteht. Diese Schrauben sind mit relativ geringem Abstand zueinander angeordnet, beispielsweise mit 5 cm Achs abstand. Um eine gute Verteilung zu erzielen, können sie beispielsweise über der ganzen Höhe der Wandelemente 1 bis 4 versetzt sein. Nach dem Verkleben und dem Trocknen der mit den Schrauben versehenen Wandelemente wird der Zement vergossen; dieser ist exakt dosiert, um das Minimum an Wasser einzuführen. Damit das überschüssige Wasser schneller abgeführt werden kann, wird der Balken während und nach dem Vergießen senkrecht ge stellt, bis der Zement bindet. Um die Festigkeit des Zementkerns zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn vor dem Guß Stahl armierungen 7 eingebracht werden. Durchgeführte Versuche zeigten, daß ein solcher Balken sowohl Temperaturdifferenzen als auch Feuchtigkeitsunterschiede verträgt. Insbesondere die Wandelemente, die über die Verankerungen mittels der Schrauben 8 starr zusammengehalten werden, können sich absolut nicht wölben. Ein solcher Balken präsentiert sich sogar besser als ein massiver Eichenbalken, welcher mit der Zeit immer anreißt. In der Zeichnung ist ein Balken mit quadratischem Querschnitt dargestellt; selbstverständlich könnte er auch auch rechteckig oder von beliebiger polygonaler Form sein. Ebenfalls sind die Wandelemente einteilig dargestellt; dies schließt jedoch nicht die Möglichkeit aus, die Wandelemente aus mehreren nebenein anderangeordneten Teilelementen zu konzipieren, die über ver klebte Nuten und Federn zusammengefügt sind. Dabei kann diese Juxtaposition mit Verbindungen parallel zur Balkenachse erfolgen oder senkrecht dazu im Falle von großen Balkenlängen.

Vor dem Vergießen des Zementes können an einem oder an beiden Enden des Balkens provisorische Schalungen angebracht werden, die entweder in der Verlängerung der Wände oder diese über lappend angeordnet sein können. Damit wird ein Zementsockel geschaffen, der es beispielsweise erlaubt, den Balken bis zur Ebene der Holzelemente in den Boden zu versenken oder den Balken mit dem Stahlbetongerüst eines Gebäudes zu verbinden. Ein Balkenende kann nach den Vergießen mit einem Holzdeckel abgedeckt werden, welcher ebenfalls mit Verankerungsschrauben 8 und Feder/Nut-Verbindungen versehen ist, wobei letztere in ent sprechende Gegenstücke an den Elementen 1 bis 4 eingelassen und verklebt werden; dadurch wird ein gutes Aussehen des Balkenendes erzielt.

In der Fig. 2 ist eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform gezeigt, bei welcher der Balkenkern aus einem hohlen Metall profil 9 besteht, um den herum die Wandelemente 11, 12, 13 und 14 angeordnet sind. In diesem Fall wird die Verbindung zwischen dem Balkenkern und den ihn umgebenden Wandelementen durch gleichzeitige Verklebung der Elemente untereinander und der einzelnen Elemente mit dem Kern erzielt. Wie oben ausgeführt, kann der Kern auf einer oder auf beiden Seiten herausragen und somit durch Verschweißung oder Verschraubung mit andern Strukturelementen verbunden werden. Überdies können die einzelnen Wände einteilig sein oder aus mehreren Teilelementen bestehen, welche wie oben erwähnt nebeneinander angeordnet und zusammengefügt sind.

Es versteht sich, daß sich die Ausführungsart von den soeben Beschriebenen unterscheiden kann. Insbesondere kann die Ver ankerung zwischen den Wänden und dem Zement auf andere Art als durch Schrauben, nämlich beispielsweise durch Nägel erfolgen. Jedoch ist zur Erzielung einer sicheren Verankerung die bevor zugte Lösung jene mittels Schrauben, da diese sich weder aus dem Holz noch aus dem Zement lösen können. Gute Resultate werden bei solchen zusammengesetzten Balken erzielt durch Verwendung von Wandelementen mit 23 mm Wandstärke, von Schrauben 4 × 25, die beispielsweise 12 mm tief im Holz versenkt sind, versetzt ange ordnet sind und wie oben erwähnt einen Achsabstand von 50 mm aufweisen.

In der Ausführung mit Zementkern darf das Gießen des Zementes frühestens 24 Stunden nach dem Verkleben der Holzelemente er folgen. Nach dem Guß muß das Ganze an einem insbesondere vor Frost geschützten, belüfteten Ort während mindestens 10 Tagen abgestellt werden.

Will man solche zusammengesetzte Balken mit andern Elementen zusammenfügen, so darf man infolge der Schrauben keine Kerben tiefer als 12 mm anbringen. Wenn man überdies andere Elemente am Balken befestigen will, so kann man diese unter Berücksichtigung ihrer Art und ihres Gewichtes in das blanke Holz schrauben oder vorgängig ein Loch bis in den Zementkern bohren und darin einen Kunststoffdübel einsetzen.

Wenn diese zusammengesetzte Balken für Außenanwendung vor gesehen sind, so müssen sie mit einem Produkt wie "FORLANE" behandelt werden; hierbei sind drei Grundanstriche und zwei Schlußanstriche vorzunehmen. Die Witterungsbeständigkeit ist dann während 10 Jahren garantiert.

Für gewisse Anwendungen, beispielsweise für einen Sturz, müssen nur zwei Seiten des Kerns belegt sein; zum Gießen des Zementes müssen die beiden andern Seiten mit einer provisorischen Schalung versehen sein.

Die Erfindung kann angewendet werden bei Balken jeglicher Art, bei Zaunpfählen, bei Säulenhallen. Die Balken mit Metallkern dienen zur Herstellung von Schiebetoren, Dachbindern oder grundsätzlich von allen Elementen, die kleiner Querschnitte, jedoch guter mechanischer Festigkeit bedürfen.

Claims

1. Zusammengesetzter Balken von polygonalem Querschnitt mit äußeren Holzwänden und einem Kern aus einem Material, welches dem Balken seine mechanische Festigkeit verleiht, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände aus flachen Elementen (1, 2, 3, 4) bestehen, die untereinander durch verklebte, konische Nut/Feder- Verbindungen (5) zusammengefügt sind, derart, daß innerhalb der Wände ein Hohlraum für die Aufnahme des Kerns (6, 9) geschaffen ist.

2. Zusammengesetzter Balken nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kern (6, 9) mit jedem der die Holzwände bildenden Elemente (1, 2, 3, 4) starr verbunden ist.

3. Zusammengesetzter Balken nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kern aus Zement (6) besteht, welcher nach dem Zusammenbau der Wandelemente (1, 2, 3, 4) vergossen wird und daß die Verbindung zwischen den Wandelementen und dem Kern durch regelmäßig verteilte Schrauben (8) erfolgt, die teilweise im Holz der Wandelemente versenkt sind.

4. Zusammengesetzter Balken nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß vor dem Vergießen des Zementes längsgerichtete Armierungen (7) in den Hohlraum im Innern der Wände eingebracht sind.

5. Zusammengesetzter Balken nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (8) zueinander versetzt angeordnet sind.

6. Zusammengesetzter Balken nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kern aus einem hohlen Metallprofil (9) besteht, welches mit den Wänden durch Klebung verbunden ist.

7. Zusammengesetzter Balken nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Kerns größer bemessen ist als jene der Wandelemente, so daß der Kern mindestens an einem Balkenende aus den Wänden herausragt.

8. Zusammengesetzter Balken nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der flachen Wand elemente (1, 2, 3, 4) aus mehreren nebeneinandergeordneten und über verklebte Nut/Feder-Verbindungen zusammengefügten Teilelementen bestehen.