DE3638499A1 - Holzverbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Holzverbinder mit einem aus Metall bestehenden Gewindeteil, welches einen mit einem Außengewinde versehenen Gewindeschaft zum Einschrauben in eine Aussparung eines Holzteils, insbesondere in eine im wesentlichen in Richtung der Holzfasern verlaufende Aus­ sparung eines Hirnholzteils sowie Befestigungsorgane an einem Ende des Gewindeschafts aufweist.

Herkömmliche Schraubanker der vorstehenden Art können nur begrenzte Zug- oder Druckkräfte in Längsrichtung des Ge­ windeschafts übertragen. Speziell bei Hirnholzanschlüs­ sen, wie sie beispielsweise bei stirnseitigen Verbindun­ gen von Nebenträgern und Hauptträgern oder bei Standfüßen von Holzstützen vorkommen, werden deshalb vielfach Schuhe oder in das Hirnholz eingelassene Platten verwendet, die quer zur Zug- bzw. Druckrichtung mit dem Holzteil ver­ bunden sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen insbesondere für Hirnholzanschlüsse geeigneten, schraubbaren Holzverbinder anzugeben, der in Schraubrichtung erhöhte Zug- bzw. Druckkräfte übertragen kann.

Ausgehend von dem eingangs erläuterten Holzverbinder wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ge­ windeschaft als Gewinderohr zum Einschrauben in eine in das Holzteil in Form eines Ringraums unter Stehenlassen eines Kerns eingearbeitete Sackaussparung ausgebildet ist und zusätzlich zum Außengewinde ein Innengewinde mit gleichsinniger und im wesentlichen gleicher Steigung auf­ weist.

Das Außengewinde verankert das Gewinderohr ähnlich einer Schraube im radial äußeren Mantel der in dem Holzteil vorbereiteten, beispielsweise eingefrästen Sackausspa­ rung. Das Innengewinde verankert das Gewinderohr jedoch zusätzlich am Außenmantel des Kerns und nutzt den Kern­ querschnitt zur Erhöhung der Zug- bzw. Druckbelastbarkeit des Holzverbinders.

Bei dem Innengewinde und dem Außengewinde handelt es sich bevorzugt um Holzschraubengewinde, zweckmäßigerweise mit abgeflachtem Gewinderücken, um insbesondere bei Hirnholz­ anschlüssen die Faserverletzung möglichst gering zu hal­ ten.

Die Steigung des Innengewindes und des Außengewindes ist zweckmäßigerweise gleich groß, wenn der Einschraubwider­ stand möglichst klein bleiben soll. Von Vorteil sind je­ doch auch geringfügig unterschiedliche Steigungen, da hierdurch eine gewisse Selbsthemmung des Gewinderohrs und damit eine Verdrehsicherung erreicht wird. Bevorzugt hat das Außengewinde eine kleinere Steigung als das Innenge­ winde, um den Kern beim Eindrehen des Gewinderohrs zu komprimieren und von Zugkräften zu entlasten.

Die Zug- und Druckfestigkeit des Holzverbinders ist umso besser, je stärker der Kern der Sackaussparung an der Kraftübertragung beteiligt wird. Die einleitbaren Kräfte können erhöht werden, wenn der Kern der Sackaussparung mit einem Durchmesser hergestellt wird, der größer ist als der größte Durchmesser der Gewinderillen des Innen­ gewindes. Beim Einschrauben des Gewinderohrs wird der Kern radial verdichtet und damit verfestigt.

Eine weitere Verfestigung des Kerns läßt sich erreichen, wenn der Kern vor dem Einschrauben des Gewinderohrs mit einem Harz, zweckmäßigerweise einem aushärtbaren Harz imprägniert wird. Die Imprägnierung erfolgt zweckmäßiger­ weise unmittelbar vor dem Einschrauben des Gewinderohrs, so daß das Harz zugleich als Gleitmittel dient. Durch die beim Einschrauben erzeugte Reibungswärme wird das Trock­ nen bzw. Aushärten des Harzes beschleunigt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Innenmantel und gegebenenfalls auch der Außenmantel des Gewinderohrs konisch gestaltet und zwar so, daß die Wandstärke des Ge­ winderohrs zu den Befestigungsorganen hin zunimmt. Hier­ durch wird nicht nur die Belastbarkeit des Gewinderohrs verbessert, sondern auch die des Kerns, da die Quer­ schnittsfläche des Kerns zu ihrer Basis hin zunimmt.

Der Holzverbinder ist universell einsetzbar, insbesondere dann, wenn das Befestigungsorgan als Gewindeansatz mit einem Innen- und/oder Außengewinde, beispielsweise einem metrischen Gewinde ausgebildet ist. An den Gewindeansatz können Ankerstäbe oder Ankerplatten oder dergleichen ins­ besondere auch für Queranschlüsse angeschlossen werden.

Um die Randabstände im Holzteil verkleinern zu können, ist zweckmäßigerweise konzentrisch zu dem Gewinderohr und mit radialem Abstand von diesem in eine Ringnut des Holz­ teils ein Aufreißschutzring eingesetzt. Der Aufreiß­ schutzring ist zweckmäßigerweise an einer auf den Gewin­ deansatz aufgeschraubten Stützplatte vorgesehen, insbe­ sondere wenn der Holzverbinder zum Anschließen eines Stützenfußes verwendet wird.

Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Stützenfuß mit einem erfindungsgemäßen Holzverbinder;

Fig. 2 eine Schnittansicht des Stützenfußes, gesehen entlang einer Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Variante eines Stützenfußes mit einem erfindungsgemäßen Holzver­ binder;

Fig. 4 eine Schnittansicht des Stützenfußes, gesehen entlang einer Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Holzverbinders, wie er insbesondere für die Stützenfüße der Fig. 1 bis 4 verwendbar ist;

Fig. 6 eine Schnittansicht des Holzverbinders aus Fig. 5;

Fig. 7 eine Schnittansicht durch eine Variante des Holz­ verbinders aus Fig. 5 und

Fig. 8 eine vereinfachte schematische Schnittansicht einer weiteren Variante des Holzverbinders aus Fig. 5.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen hirnholzseitig an eine Holzstütze 1 über ein Gewinderohr 3 zug- und druckbelast­ bar angeschlossenen Stützenfuß 4. Das Gewinderohr 3 sitzt in einer in Faserlängsrichtung der Stütze 1 eingefrästen kreisringförmigen Sackaussparung 5 und greift mit einem an seinem Außenmantel vorgesehenen Außenholzgewinde 7 in den radial äußeren Mantel der Aussparung 5 und mit einem an seinem Innenmantel vorgesehenen Holz-Innengewinde 9 in den Mantel eines in der Aussparung 5 stehen gebliebenen Holzkerns 11. Von dem Fuß 4 auf das Gewinderohr 3 ausge­ übte Zug- und Druckkräfte werden deshalb nicht nur von den das Gewinderohr 3 umschließenden Bereichen auf die Stütze 1 übertragen, sondern auch von dem im Gewinderohr 3 sich befindenden Kern 11.

Der Außendurchmesser Da der Aussparung 5 ist im wesentli­ chen gleich dem Kerndurchmesser des Außengewindes 7, d.h. dem Außendurchmesser des Gewinderohrs 3 gemessen in der Projektion der Gewindegangböden. Der Kerninnendurch­ messer d des Gewinderohrs 3, gemessen in der axialen Projektion der Gewindegangböden ist hingegen kleiner als der Durchmesser Di des Kerns 11, womit der Kern 11 beim Einschrauben des Gewindekerns 3 komprimiert und damit verfestigt wird. Zur weiteren Verfestigung wird der Kern 11 vor dem Einschrauben des Gewinderohrs 3 mit einem vor­ zugsweise aushärtenden Harz imprägniert. Das Harz dient als Gleitmittel und härtet aufgrund der beim Einschrau­ ben des Gewinderohrs 3 erzeugten Reibungswärme beschleu­ nigt aus. Es versteht sich, daß auch andere Gleitmittel benutzt werden können. Insbesondere kann nachträglich aushärtender Klebstoff als Gleitmittel benutzt werden. Die Aussparung 5 ist in axialer Richtung länger als der einzuschraubende Abschnitt des Gewinderohrs 3, so daß sackbodenseitig eine Kammer 13 zur Aufnahme von Holzmehl verbleibt.

Der aus der Stirnseite der Stütze 1 vorstehende Teil des Gewinderohrs 3 bildet einen Gewindeansatz 15 mit einem beispielsweise metrischen Innengewinde 17, in den ein endseitig mit einem Außengewinde 19 versehener Stützstab 21 des Stützenfußes 4 eingeschraubt ist. Der Stützstab 21 trägt an seinem dem Gewinderohr 3 abgewandten Ende eine mit Befestigungslöchern 23 versehene Fußplatte 25. Die Höhe des Stützenfußes 4 kann durch Verdrehen des Stütz­ stabes 21 und/oder des Gewinderohrs 3 relativ zur Stütze 1 justiert werden.

Auf ein Außengewinde 27 des Gewindeansatzes 15 ist ein ringscheibenförmiger Stützteller 29 aufgeschraubt, der einen das Gewinderohr 3 mit radialem Abstand gleichachsig umschließenden Aufreißschutzring 31 trägt. Der Aufreiß­ schutzring 31 greift in eine stirnseitige Ringnut der Stütze 1 ein und verhindert das radiale Aufreißen der Stütze 1 durch die beim Einschrauben des Gewinderohrs 3 ausgeübten radialen Kräfte. Der Aufreißschutzring 31 ver­ bessert darüberhinaus die Belastbarkeit durch Querkräfte.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Variante des Holzverbinders 3, die sich lediglich durch die Gestaltung des Stützen­ fußes unterscheidet. Gleichwirkende Teile sind mit den Bezugszahlen der Fig. 1 und 2 und zur Unterscheidung mit dem Buchstaben a versehen. Zur näheren Erläuterung wird auf die Beschreibung der Fig. 1 und 2 Bezug genommen.

Anstelle des mit seinem Außengewinde 19 in das Innenge­ winde 17 des Gewindeansatzes 15 eingeschraubten Stützsta­ bes 21 des Verbinders der Fig. 1 und 2 hat der Stützenfuß 4 a des Verbinders der Fig. 3 und 4 ein Gewinderohr 33, welches mit einem Innengewinde 35 auf das Außengewinde 27 a des Gewindeansatzes 15 a aufgeschraubt ist.

Die Fig. 5 und 6 zeigen Einzelheiten des Gewinderohrs 15 bzw. 15 a. Das Holz-Außengewinde 7 und das Holz-Innenge­ winde 9 haben vergleichsweise große Steigung und, bezogen auf die Teilung, vergleichsweise große Breite der Gewin­ degangböden, um Holzfaserverletzungen zur Verbesserung der Tragfähigkeit zu mindern. Nicht dargestellt, jedoch von Vorteil zur Schonung der Holzfasern sind weiterhin abgeflachte Gewinderücken. Die Gewinde 7 und 9 sind zur Erhöhung der Steigung mehrgängig, im dargestellten Aus­ führungsbeispiel zweigängig, ausgeführt. Im übrigen ent­ spricht das Gewinderohr 3 dem anhand Fig. 1 und 2 erläu­ terten Gewinderohr. Auf die Beschreibung der Fig. 1 und 2 wird Bezug genommen.

Fig. 7 zeigt eine Variante eines Gewinderohrs 3 b, die sich von dem Gewinderohr der Fig. 5 und 6 lediglich durch die Steigung ihres Außengewindes 7 b und ihres Innengewin­ des 9 b unterscheidet. Während das Außengewinde 7 und das Innengewinde 9 des Gewinderohrs 3 aus Fig. 5 gleiche Steigung haben, ist die Steigung ha des Außengewindes 7 b nach Fig. 7 geringfügig kleiner als die Steigung hi des Innengewindes 9 b. Durch die unterschiedliche Steigung der Gewinde 7 b, 9 b wird eine Selbsthemmung des in die Holz­ stütze eingeschraubten Gewinderohrs 3 b erreicht. Darüber­ hinaus wird aufgrund der unterschiedlichen Steigungen der in das Gewinderohr 3 b eindringende Holzkern der Stütze axial verfestigt.

Fig. 8 zeigt eine weitere Variante eines Gewinderohrs 3 c, bei welchem der Einfachheit halber Einzelheiten seiner in die Holzstütze einzuschraubenden Gewinde sowie der Gewin­ de seines dem Bauteileanschluß dienenden Gewindeansatzes 15 c weggelassen sind. Der in die Holzstütze einzuschrau­ bende Bereich des Gewinderohrs 3 c hat einen von dem Ge­ windeansatz 15 c weg angenähert konisch sich erweiternden Innenmantel 37 und einen vom Gewindeansatz 15 c weg im wesentlichen konisch sich verjüngenden Außenmantel 39. Durch die Doppelkonusform nimmt die Wandstärke des Ge­ winderohrs 3 c zum Gewindesatz 15 c hin zu, was der mecha­ nischen Festigkeit des Gewinderohrs 3 c zugute kommt. An­ dererseits hat der in das Gewinderohr 3 c eindringende Kern die Form eines zu seiner Basis sich erweiternden Kegelstumpfs, wodurch die Festigkeit des Kerns verbessert wird.

Die vorstehend erläuterten Gewinderohre bestehen aus Me­ tall und erlauben einfach herzustellende, zug- und druck­ feste Anschlüsse an Holzbauteile, insbesondere Hirnholz­ bauteile, jedoch auch Brettschichtholz und dergleichen. Insbesondere bei Verwendung von Aufreißschutzringen sind Verbindungen dieser Art auch querbelastbar.

Claims (12)

1. Holzverbinder, mit einem aus Metall bestehenden Gewin­ deteil, welches einen mit einem Außengewinde versehe­ nen Gewindeschaft zum Einschrauben in eine Aussparung eines Holzteils, insbesondere in eine im wesentlichen in Richtung der Holzfasern verlaufende Aussparung eines Hirnholzteils sowie Befestigungsorgane an einem Ende des Gewindeschafts aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeschaft als Gewinderohr (3) zum Einschrauben in eine in das Holzteil (1) in Form eines Ringraums unter Stehenlassen eines Kerns eingearbeitete Sack­ aussparung (5) ausgebildet ist und zusätzlich zum Außengewinde (7) ein Innengewinde (9) mit gleichsinni­ ger und im wesentlichen gleicher Steigung aufweist.

2. Holzverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde (9) und das Außengewinde (7) als Holzschraubengewinde ausgebildet sind.

3. Holzverbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Außengewinde (7 b) eine kleinere Steigung als das Innengewinde (9 b) hat.

4. Holzverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des durch die Sackaussparung (5) gebildeten Kerns (11) größer als der Kerndurchmesser des Innengewindes (9) ist.

5. Holzverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest der durch die Sackaussparung (5) gebildete Kern (11) mit Harz imprägniert ist.

6. Holzverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß sich der Innenmantel (37) des Gewinderohrs (3 c) von den Befestigungsorganen (15 c) weg konisch erweitert.

7. Holzverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß sich der Außenmantel (39) des Gewinderohrs (3 c) von den Befestigungsorganen (15 c) weg konisch verjüngt.

8. Holzverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Befestigungsorgane einen zu dem ersten Außen- bzw. Innengewinde (7, 9) koaxia­ len Gewindeansatz (15) mit einem vom ersten Gewinde (7, 9) verschiedenen zweiten Außengewinde (27) und/ oder zweiten Innengewinde (17) für ein mit dem zwei­ ten Gewinde (17, 27) zu verschraubendes Gegenbefesti­ gungsorgan (4) aufweist.

9. Holzverbinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenbefestigungsorgan als Stützenfuß (4) aus­ gebildet ist.

10. Holzverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gewinderohr (3) konzent­ risch und mit radialem Abstand von einem in eine Ring­ nut des Hirnholzteils (1) eingreifenden Aufreißschutz­ ring (31) umschlossen ist.

11. Holzverbinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gewinderohr (3) an seinem die Befesti­ gungsorgane (15) tragenden Ende einen Ringflansch (29) trägt, von dem der Aufreißschutzring (31) axial absteht.

12. Holzverbinder nach Anspruch 11 in Verbindung mit An­ spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (29) auf das zweite Außengewinde (27) aufgeschraubt ist.