DE69320171T2

DE69320171T2 - Aufbau einer Holzverbindung und deren Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69320171T2
Application number: DE1993620171
Authority: DE
Inventors: Tsuyoshi Inashiki-Gun Ibaragi-Ken 305 Fujii; Atsushi Inashiki-Gun Ibaragi-Ken 305 Miyatake
Original assignee: Forestry and Forest Products Research Institute
Current assignee: Forestry and Forest Products Research Institute
Priority date: 1993-03-26
Filing date: 1993-03-26
Publication date: 1999-01-07
Anticipated expiration: 2013-03-27
Also published as: DE69320171D1

Description

ERFINDUNGSGEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Holz, insbesondere ein Klebeverfahren, bei dem eine Verbindung in Längsrichtung oder in verschiedenen Richtungen bei länglichem Material oder in senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen hergestellt wird.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Seit altersher wird Holz als Bau- und Möbelmaterial eingesetzt, wobei viele Vorteile wie Schönheit der Qualität, leichte Verarbeitung, leichte Verfügbarkeit und Wiederverwendbarkeit als Rohstoff genutzt werden.
Bei der Absicht, Holz im oben beschriebenen Sinne zu verwenden, bestand und besteht das Problem der Verbindung zwischen einzelnen Elementen, oder, anders gesagt, das Problem, die auf die verbindenden Elemente einwirkenden Belastungen in den Griff zu bekommen.
Bei Verwendung von Holz als Baumaterial wurden beispielsweise Nägel oder Metallteile eingesetzt, um Säulen oder Balken in einem kleinen Haus zusammenzufügen, während in großen Gebäuden Bolzen, Muttern und Paßstifte zum Verbinden großer Holzelemente verwendet wurden.
Das Patent GB-A-2 245 676 beschreibt auch ein Verfahren zum Verbinden zweier Elemente auf Gehrung, indem ein Metallverbinder in vorgeformte Schlitze neben den Gehrungsenden eingepreßt wird.
Um die Elemente mit diesen Verfahren ohne Festigkeitsminderung miteinander zu verbinden, sind jedoch mehrere Verbindungsmaterialien oder große Metallarmaturen erforderlich, was zu Kostenproblemen und zur Beeinträchtigung des Aussehens führt.
Andererseits lassen sich durch Kleben die zu verbindenden Elemente kleinformatig und mit schönem Aussehen verbinden, doch wird dieses Verfahren dadurch eingeschränkt, daß die Elemente klein sein müssen, z. B. bei einem Möbelstück, und daß die Belastbarkeit beim Transport geringer ist.
Große Erwartungen wurden bisher in die Nutzung von Klebeverbindungen in einem großen Holzgebäude gesetzt, doch ist zu deren Realisierung die Einführung stärkerer und neuerer Klebstoffe mit größerer Klebkraft und dem Merkmal der Feuerfestigkeit sowie die Entwicklung einfacher und zuverlässiger Verarbeitungsverfahren unerläßlich.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die oben beschriebenen herkömmlichen Probleme zu lösen. Zu diesem Zweck wird ein Verbindeverfahren gemäß den beigefügten Patentansprüchen 1 und 11 vorgeschlagen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Perspektivansicht einer Schlitzanordnung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine Perspektivansicht eines Zustandes, in dem zwei Elemente zeitweilig fixiert werden, indem die Schlitzabschnitte einander gegenübergestellt werden;
Fig. 3 zeigt eine Perspektivansicht eines Prozesses zum Einsetzen der Verbindungsplatte in den Schlitzabschnitt des Verbindungselementes;
Fig. 4 zeigt eine Perspektivansicht eines Belastungstests des in gerader Richtung verbundenen Holzelementes;
Fig. 5 zeigt eine Perspektivansicht einer Schlitzanordnung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 zeigt eine Perspektivansicht eines Zustandes, in dem zwei Elemente provisorisch fixiert werden, indem die Schlitzabschnitte einander gegenübergestellt werden;
Fig. 7 zeigt eine Perspektivansicht eines Falles, in dem sich gemäß Fig. 5 Schlitze unterschiedlicher Größen abwechselnd gegenüberstehen;
Fig. 8 zeigt eine Perspektivansicht eines Verfahrens zum Einfügen der Verbindungsplatten in die Schlitzabschnitte des in Fig. 5 dargestellten Verbindungselementes;
Fig. 9 zeigt eine Perspektivansicht eines Falles, in dem die Größe der Verbindungsplatte der Hälfte der Schlitzgröße in Fig. 5 entspricht;
Fig. 10 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Perspektivansicht einer provisorischen rechtwinkligen Verbindung zweier Holzelemente;
Fig. 11 zeigt eine Perspektivansicht eines Verfahrens zum Einfügen der Verbindungsplatten in den in Fig. 10 dargestellten Schlitzabschnitt;
Fig. 12 zeigt eine Perspektivansicht eines Verfahrens zum Umwickeln mit Klebeband, um das Auslaufen des Klebstoffes zu verhindern und nach dem Einschieben der Verbindungsplatte gemäß Fig. 10 Halt zu geben;
Fig. 13 zeigt eine Perspektivansicht eines Belastungstests der rechtwinklig miteinander verbundenen Hölzer;
Fig. 14 zeigt schematisch eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar den Fall, daß ein Querelement (Balkenelement) an eine Einschnittöffnung an einem Längselement (Säule) angesetzt wird, wobei eine Perspektivansicht der provisorischen Fixierung dargestellt ist, bei der die Schlitzabschnitte der beiden Hölzer einander zugewandt sind;
Fig. 15 zeigt einen Fall, in dem ein Längselement (Säule) an eine Einschnittöffnung in einem Querelement (Balkenelement) gemäß der vierten Ausführungsform angesetzt wird;
Fig. 16 zeigt eine Perspektivansicht eines Verfahrens zum Ansetzen der Verbindungsplatten an den in Fig. 14 dargestellten Schlitzabschnitt;
Fig. 17 zeigt eine Perspektivansicht eines Verfahrens zum Einfügen der Verbindungsplatten in den in Fig. 15 dargestellten Schlitzabschnitt;
Fig. 18 zeigt eine Perspektivansicht eines Kompressionstests dreier in C-Form miteinander verbundener Hölzer mit großem Querschnitt;
Fig. 19 zeigt eine Seitenansicht des Verbindungszustandes bei Tests mit verschiedenen Verbindungsfestigkeiten der vierten Ausführungsform;
Fig. 20 zeigt eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Perspektivansicht der Holzendabschnitte mit eingeschnittenen Schlitzen;
Fig. 21 zeigt eine Vorderansicht des in Fig. 19 dargestellten Verbindungselementes;
Fig. 22 zeigt eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Perspektivansicht jedes Holzendabschnittes mit eingeschnittenem Schlitz;
Fig. 23 zeigt eine Vorderansicht des in Fig. 22 dargestellten Verbindungsabschnittes;
Fig. 24 zeigt eine siebente Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Perspektivansicht zweier verbundener Holzendabschnitte einschließlich dem Muster einer Verbindungsplatte;
Fig. 25 zeigt eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Perspektivansicht zweier verbundener Holzendabschnitte einschließlich der entsprechenden Anbringungsstelle der Verbindungsplatte;
Fig. 26 zeigt eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Perspektivansicht zweier verbundener Holzendabschnitte;
Fig. 27 zeigt die Vorderansicht eines Musters der Verbindungsplatte sowie den verbundenen Zustand der Holzelemente 1, 2, 3 aus der Blickrichtung des in Fig. 26 dargestellten Pfeiles A;
Fig. 28 zeigt die Vorderansicht eines Musters der Verbindungsplatte sowie den verbundenen Zustand der Holzelemente 4, 5, 6 aus der Blickrichtung des in Fig. 26 dargestellten Pfeiles B; und
Fig. 29 zeigt eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Perspektivansicht eines Musters der Verbindungsplatte sowie den verbundenen Zustand der Holzelemente.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS- FORMEN

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen nun im einzelnen beschrieben.
Fig. 1 bis Fig. 4 zeigen eine erste Ausführungsform, wobei zwei Holzelemente in gerader Richtung miteinander verbunden werden.
Zunächst werden die Schlitze S1, S2 jeweils mit einer Kreissäge SM senkrecht zum Verlauf der Stirnflächen der miteinander zu verbindenden Holzelemente 1, 2 eingeschnitten (vgl. Fig. 1).
Als Holz wird Cryptomeria-Kompositmaterial (5 Schichten, 100 · 75) verwendet. Drei verschiedene Arten von Schlitzformen und -größen gelangen zum Einsatz: 2,6 mm Spaltbreite · 25 mm Breite · 75 mm Länge (Holzdicke), 2,6 mm Spaltbreite · 50 mm Breite · 75 mm Länge (Holzdicke) und 2,6 mm Spaltbreite · 75 mm Breite · 75 mm Länge (Holzdicke). (Vgl. Tabelle 1 weiter unten).
Weiterhin werden die Schlitze in fünf Reihen mit Abständen von 20 mm ausgebildet, wobei die Anzahl der Schlitze allerdings je nach Gestalt und Größe des Holzelementes festzulegen ist.
Danach werden gemäß Fig. 2 zwei Holzelemente (Kompositmaterial) 1, 2 in Längsrichtung aufeinander ausgerichtet, so daß jeder Schlitz S1 (5 Reihen) jedem Schlitz S2 (5 Reihen) gegenübersteht. Danach wird ein durchsichtiges Klebeband T auf beide Seitenflächen sowie die Bodenfläche, jedoch nicht auf die obere Fläche des Verbindungsabschnittes der Holzelemente 1, 2 geklebt (provisorisches Befestigungsverfahren), so daß beide Holzelemente in einem miteinander verbundenen Zustand gehalten werden. In diesem in Fig. 3 dargestellten Zustand wird ein Epoxidharz- Klebstoff (der zur Acryl- oder Polyurethangruppe gehören kann) in das Innere des fünf Reihen aufweisenden Schlitzabschnittes SO, der aus den entsprechenden 5 Reihenschlitzen 1, 2 besteht, eingebracht sowie die mit dem gleichen Klebstoff beidseitig bestrichene Verbindungsplatte CP in den Schlitzabschnitt SO eingeschoben, woraufhin abgewartet wird, bis der Klebstoff an der Luft ausgehärtet ist.
Das Auslaufen des Klebstoffes kann mit Hilfe des Klebebandes T (provisorisches Befestigungsverfahren) verhindert werden, wobei aufgrund der Durchsichtigkeit des Bandes der Klebezustand visuell kontrolliert werden kann.
Die Verbindungsplatte CP besteht in diesem Falle aus glasfaserverstärktem Epoxidharz von 2 mm Dicke, wobei die Abmessungen an die Abmessungen des Schlitzabschnittes SO angepaßt werden.
Vor dem Auftragen des Klebstoffs auf die Verbindungsplatte CP wird die Oberfläche mit einem Methylethylketonharz oder dergleichen gereinigt. Sollte beim Einschieben der Verbindungsplatte in den Schlitzabschnitt SO zu wenig Klebstoff vorhanden sein, kann weiterer Klebstoff injiziert werden. In dieser Ausführungsform wird die Verbindungsplatte CP aus einem glasfaserverstärkten Epoxidharzmaterial gebildet, doch kann auch kohlefaserverstärktes Epoxidharzmaterial oder ein Polyester als Harzmaterial verwendet werden.
Hinsichtlich der Materialeigenschaften verfügt das glasfaserverstärkte Epoxidharzmaterial über eine Zugfestigkeit, die 10-20mal größer ist als die des Holzes, über eine Wärmeleitfähigkeit vom 1-5fachen der des Holzes und eine lineare Ausdehnungsrate, wobei die Young-Umrechnungsrate angewandt wird.
Ein Testmaterial, das in Längsrichtung nach dem oben beschriebenen Verfahren zusammengeklebt und verbunden wurde und danach eine Woche lang liegenblieb, wurde gemäß Fig. 4 auf zwei Böcke gelegt, wobei sich der Verbindungsabschnitt in der Mitte befand. An zwei von diesem Verbindungsabschnitt in gleichem Abstand entfernten Punkten wurde ein Belastungs-Biegetest vorgenommen, wobei die Verbindungsfestigkeit Tabelle 1 zu entnehmen ist. In diesem Falle betrug die Schlitzlänge 75 mm, die Biegefestigkeit 342 kg/cm²-375 kg/cm², wobei der numerische Wert der Biegefestigkeit des Cryptomeria-Kompositmaterials (Klasse 1) mit 345 kg/cm² ebenfalls in diesem Bereich lag.
Die Beschädigungen während des Tests, d. h. das Zerbrechen des Holzes, das Ablösen der Klebeschicht und das Zerreißen der Verbindungsplatte (verstärktes Kunststoffmaterial) traten im wesentlichen gleichzeitig auf. Dieses Ergebnis beweist, daß beim Verkleben und Verbinden der Holzelemente unter Einsetzen einer Verbindungsplatte aus verstärktem Kunststoffmaterial in passender Größe in die Schlitze nach dem obigen Verfahren die beiden Holzelemente ohne Festigkeitseinbuße zu einem integralen Körper zusammengefügt werden können. TABELLE 1
Die Biegefestigkeit des Cryptomeria-Materials beträgt 345 kg/cm² in Klasse 1 und 285 kg/cm² in Klasse 2.
Das bei diesem Test verwendete Cryptomeria-Kompositmaterial besaß eine in diesem Bereich liegende Festigkeit.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 bis Fig. 9 eine zweite Ausführungsform beschrieben. Sie entspricht im wesentlichen der ersten Ausführungsform, wobei die beiden in gerader Richtung zu verbindenden Elemente einen großen Querschnitt aufweisen.
Zunächst werden die Schlitze S1, S2 jeweils mit einer Kreissäge SM senkrecht zum Verlauf der Stirnflächen der miteinander zu verbindenden Holzelemente 1, 2 eingeschnitten (vgl. Fig. 5).
In dieser Ausführungsform werden Lärchenholzelemente aus Kompositmaterial verwendet (hergestellt aus zwölf Laminationsschichten mit den Abmessungen 150 mm · 300 mm). Dann werden gemäß Fig. 6 und 7 zwei Kompositholzelemente in Längsrichtung aneinandergesetzt, so daß jeder Schlitz S1 (7 Reihen) jedem Schlitz S2 (7 Reihen) gegenübersteht. Ein Klebeband T wird fest auf beide Seitenflächen sowie die Bodenfläche des Verbindungsabschnittes der Holzelemente 1, 2 geklebt (provisorisches Befestigungsverfahren), so daß beide Holzelemente 1, 2 in einem miteinander verbundenen Zustand gehalten werden. In diesem in Fig. 8 und 9 dargestellten Zustand wird ein Epoxidharz-Klebstoff in das Innere des sieben Reihen aufweisenden Schlitzabschnittes SO eingebracht sowie die mit dem gleichen Klebstoff bestrichenen Verbindungsplatten CP in den Schlitzabschnitt SO eingeschoben, woraufhin abgewartet wird, bis der Klebstoff an der Luft ausgehärtet ist. Das weitere Verfahren entspricht der ersten Ausführungsform, dargestellt in Fig. 1 bis Fig. 4. Der gemäß dem obigen Verfahren in Längsrichtung verbundene Verbindungsabschnitt des Holzes (Testmaterial) wird mittig auf zwei Böcke im Abstand von 4000 mm gelegt, wie in Fig. 4 dargestellt, woraufhin ein Biegetest mit zwei Belastungspunkten vorgenommen wird. Tabelle 2 zeigt die Testergebnisse. TABELLE 2
Aus der obigen Tabelle wird deutlich, daß Größe und Form jedes Schlitzes S1, S2 abwechselnd in Abmessungen von ca. 3 mm (Dicke), · 150 mm (Breite) · 300 mm (Länge, entspricht der Holzdicke); 3 mm (Dicke), · 200 mm (Breite) · 300 mm (Länge, entspricht der Holzdicke) sowie 3 mm (Dicke), · 250 mm (Breite) · 300 mm (Länge, entspricht der Holzdicke) gebildet werden (vgl. Fig. 7). Die Schlitze sind in sieben Reihen in Abständen von 20 mm angeordnet.
Bezüglich der Verbindungsplatten CP wird der Test vorgenommen, indem sowohl der Fall, daß die Platten die gleichen Abmessungen wie die Schlitze aufweisen {(a), (c), (e) in Tabelle 2}, als auch der Fall berücksichtigt wird, daß die Plattenabmessung in Längsrichtung (Holzdickenrichtung) halb so groß ist wie die Holzdicke {(b), (d), (f) in Tabelle 2}.
Laut Testergebnis nimmt die Verbindungsfestigkeit mit der Länge der Schlitze zu, wie aus Tabelle 2 deutlich wird; in den Fällen (e) und (f) erreicht die Biegefestigkeit 382-395 kg/cm², wobei die gezeigten numerischen Werte extrem nahe an der Biegefestigkeit des als Bauholz (Klasse 1) zum Einsatz kommenden Lärchen- Kompositmaterials (405 kg/cm²) liegen. Da weiterhin die Differenz der Biegefestigkeit bei Längen der Verbindungsplatten CP von 300 mm und 150 mm zu der des gebogenen Elementes extrem gering ist, ist eine ausreichende Tragkraft erreichbar, indem die Verbindungsplatte nur an den Stellen eingefügt wird, an denen Zugbelastungen auftreten. Die Beschädigungen während des Tests, d. h. das Ablösen der Klebeschicht und das Zerbrechen der Verbindungsplatten und des Holzes traten im wesentlichen gleichzeitig auf. Dieses Ergebnis beweist, daß beim Verkleben und Verbinden der Holzelemente in Längsrichtung unter Einsetzen einer Verbindungsplatte aus verstärktem Kunststoffmaterial in passender Größe nach dem obigen Verfahren die beiden Holzelemente fast ohne Festigkeitseinbuße zu einem integralen Körper zusammengefügt werden können.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 10 bis Fig. 13 eine dritte Ausführungsform beschrieben, bei der zwei Holzelemente rechtwinklig miteinander verbunden werden.
Die Schlitze S1, S2 mit einer Weite von 2,6 mm werden wie bei der ersten Ausführungsform mit einer Kreissäge senkrecht zu den Stirnflächen des Cryptomeria- Kompositmaterials (fünf Schichten, 100 · 75 mm) 1, 2 eingeschnitten. Die Länge jedes Schlitzes beträgt 75 mm, die Breite 75 mm wie die des Kompositmaterials 1, 2, der Abstand 20 mm und die Anzahl der Reihen 5. Dann werden die mit den Schlitzen S1, S2 versehenen Kompositmaterialien 1, 2 rechtwinklig aneinandergesetzt, wie in Fig. 10 dargestellt. Der Schlitzabschnitt SO wird durch das Aneinandersetzen jedes Schlitzes S1, S2 der fünf Reihen der Stirnfläche gebildet. Durchsichtiges Klebeband T wird auf beide Seitenflächen sowie die Grundfläche der Verbindungsstelle aufgebracht und erfüllt gleichzeitig den Zweck, das Auslaufen des Klebstoffs in diesem Zustand zu verhindern.
Danach werden die beiden Seitenflächen der Verbindungsplatten mit Abmessungen von 75 mm · 150 mm und 2 mm Dicke (glasfaserverstärktes Epoxidharz) mit Methyl- ethylketon oder dergleichen gereinigt. Ein Epoxidklebstoff wird aufgetragen und die Platten in die Schlitzabschnitte SO der fünf Reihen eingefügt (Fig. 11). Wie in Fig. 12 dargestellt, wird dann der Verbindungsabschnitt mit Klebeband T umwickelt, woraufhin man den Klebstoff an der Luft trocknen läßt, bis er ausgehärtet ist.
Wenn der Testkörper in der oben beschriebenen Weise durch Verkleben und rechtwinkliges Verbinden hergestellt ist, wird er gemäß Fig. 13 auf den verklebten und verbundenen Abschnitt gestellt und eine Zugbelastung mittels Schrauben ausgeübt, die sich im Abstand von 424 mm von diesem Zentrum in rechtwinkligen Richtungen befinden. Die Verbindungsfestigkeit weist dabei einen numerischen Wert auf, der der Biegefestigkeit des Cryptomeria-Kompositmaterials entspricht, wie aus der folgenden Tabelle 3 hervorgeht. Die auftretenden Beschädigungen, d. h. Zerbrechen des Holzes das Ablösen der Klebeschicht traten im wesentlichen gleichzeitig auf. Dieses Ergebnis beweist, daß beim Verkleben und Verbinden der Holzelemente rechtwinklig zueinander unter Einsetzen einer Verbindungsplatte aus verstärktem Kunststoffmaterial in passender Größe in die Schlitze nach dem obigen Verfahren die beiden Holzelemente ohne Festigkeitseinbuße zu einem integralen Körper zusammengefügt werden können. TABELLE 3
- Die Biegefestigkeit des Cryptomeria-Kompositmaterials beträgt in Klasse 1 345 kg/cm² und in Klasse 2 285 kg/cm². Das bei diesem Test verwendete Cryptomeria-Kompositmaterial besaß eine in diesem Bereich liegende Festigkeit. Bei den obigen zwei Ausführungsformen wird angenommen, daß die Verbindungsfestigkeit mit der Vergrößerung der Platten- und Schlitzgröße zunimmt.
Im folgenden wird eine vierte Ausführungsform unter Bezugnahme auf Fig. 14 bis Fig. 19 beschrieben. Diese Ausführungsform entspricht im wesentlichen der oben beschriebenen dritten Ausführungsform, wobei zwei Holzelemente mit großen Querschnitt rechtwinklig miteinander verbunden werden.
Die bei dieser Ausführungsform verwendeten Holzelemente bestehen aus Lärchen- Kompositmaterial (zwölf Schichten, die eine Platte von 150 · 300 mm bilden). Zunächst werden die Schlitze S1, S2 jeweils mit einer Kreissäge SM senkrecht zum Verlauf der Stirnflächen der miteinander zu verbindenden Holzelemente 1, 2 eingeschnitten (vgl. Fig. 5).
Dann werden gemäß Fig. 14 und 15 zwei Kompositholzelemente 1, 2 rechtwinklig aneinandergesetzt, so daß jeder Schlitz S1 (7 Reihen) jedem Schlitz S2 (7 Reihen) gegenübersteht. Ein Klebeband T wird fest auf beide Seitenflächen sowie die Bodenfläche des Verbindungsabschnittes der Holzelemente 1, 2 geklebt, so daß beide Holzelemente 1, 2 in einem miteinander verbundenen Zustand gehalten werden. In diesem in Fig. 16 und 17 dargestellten Zustand wird ein Epoxidharz-Klebstoff in das Innere des aus den Schlitzen S1, S2 gebildeten und sieben Reihen aufweisenden Schlitzabschnittes SO eingebracht sowie die mit dem gleichen Klebstoff bestrichenen Verbindungsplatten CP in den Schlitzabschnitt SO eingeschoben, woraufhin abgewartet wird, bis der Klebstoff an der Luft ausgehärtet ist.
Tabelle 4 zeigt das Ergebnis von Tests der Verbindungsfestigkeit für unterschiedliche Abmessungen der Schlitze und Verbindungsplatten. Bei diesem in Fig. 18 dargestellten Test handelt es sich um einen Drucktest, wobei ein gemäß dieser Ausführungsform gebildetes Teststück an seinen beiden Endpunkten belastet wurde. Weiterhin entsprechen die Punkte (a) bis (h) in Tabelle 4 den Fig. 19 (a) bis (h). TABELLE 4
Aus der obigen Tabelle 4 wird deutlich, daß die Verbindungsfestigkeit proportional zur Vergrößerung der Schlitzlänge und umgekehrt proportional zur Entfernung zwischen dem Materialende (Einschnittöffnung) und der Verbindungsplatte CP zunimmt. Wenn die Verbindungsplatte bis zum Ende der Einschnittöffnung reicht, steigt die Verbindungsfestigkeit erheblich.
Weiterhin zeigte sich, daß in dem Fall, daß beim Ansetzen der Einschnittöffnung des Querelementes (Träger) 2 an die Seitenfläche des Längselementes (Säule) 1 (vgl. Fig. 15) die Verbindungsfestigkeit höher ist, als wenn die Einschnittöffnung des Längselementes (Säule) 1 mit der Seitenfläche des Querelementes (Träger) 2 verbunden wird (vgl. Fig. 14).
Beschädigungen durch den Test: Wenn die Verbindungsplatte nicht bis zum Materialende reicht, bricht das Holz neben dem Endabschnitt der Verbindungsplatte an der Materialendseite. Wenn die Verbindungsplatte bis zum Materialende reicht, löst sich die Klebeschicht von der Verbindungsplatte ab, woraufhin das Holz neben dem inneren Endabschnitt der Verbindungsplatte bricht.
Deshalb ist anzunehmen, daß die Verbindungsfestigkeit noch ein wenig erhöht werden kann, wenn die Abmessungen der der Einschnittöffnung des Holzes gegenüberliegenden Innenkante der Verbindungsplatte und des Schlitzes mehr als 200 mm betragen.
Dieses Ergebnis zeigt, daß beim Verkleben und Verbinden der Holzelemente unter Einsetzen der Verbindungsplatte aus verstärktem Kunststoffmaterial in passender Größe nach dem obigen Verfahren die beiden Holzelemente ohne Festigkeitseinbuße zu einem integralen Körper zusammengefügt werden können.
Fig. 20 und Fig. 21 zeigen eine fünfte Ausführungsform, bei der die Holzelemente 1, 2 in gerader Richtung miteinander verbunden sind. Fig. 20 zeigt perspektivisch den Zustand vor dem Verbinden, Fig. 21 als Vorderansicht den Zustand nach dem Verbinden.
Hierbei unterscheiden sich die Endflächen der Holzelemente 1, 2 nur darin von der vorhergehenden Ausführungsform, daß sie in einem Winkel von 45 Grad abgeschrägt sind.
Die Fig. 22 und 23 zeigen eine sechste Ausführungsform, bei der drei Holzelemente in drei rechtwinklig zueinander verlaufenden Richtungen zusammengefügt werden.
Fig. 22 zeigt einen Zustand, in dem die Schlitze S1, S2 und S3 jeweils an jeder Endfläche der Kompositmaterialien 1, 2 und 3 gebildet sind, während Fig. 23 als Draufsicht einen Zustand zeigt, in dem alle Endflächen der Kompositmaterialien 1, 2 und 3 gegeneinanderstoßen und der Schlitzabschnitt SO gebildet wird, in den die Verbindungsplatte CP eingefügt wird, so daß die drei Kompositmaterialien miteinander verbunden werden.
Einzelheiten des Verfahrens werden hier weggelassen, da sie den oben Erwähnten entsprechen.
Fig. 24 zeigt in der Draufsicht eine siebente Ausführungsform, bei der vier in vier verschiedenen Richtungen verlaufende Holzelemente zusammengefügt werden.
In dieser Ausführungsform sind die aneinanderstoßenden Endflächen der vier Kompositmaterialien 1, 2, 3 und 4 so geformt, daß sie in Form eines gleichseitigen Dreiecks vorstehen und ineinander eingreifen, wobei sich jeweils zwei Kompositelemente gegenüberstehen und die beiden anderen quer dazu verlaufen, so daß insgesamt eine Kreuzform gebildet wird. In Fig. 24 (a) wird der Schlitzabschnitt SO von den an allen Endabschnitten ausgebildeten Schlitzen gebildet und die Verbindungsplatten CP in der in Fig. 24 (a) dargestellten Form eingeführt und befestigt, so daß die vier Kompositmaterialien so zusammengefügt werden, wie in Fig. 24 (a) dargestellt.
Einzelheiten des Verfahrens werden hier weggelassen, da sie den oben erwähnten entsprechen.
Fig. 25 zeigt in der Draufsicht eine achte Ausführungsform, bei der vier Holzelemente rechtwinklig in vier Richtungen zusammengefügt werden. In dieser Ausführungsform sind die Endflächen jedes Kompositmaterials 1, 2, 3 und 4 rechtwinklig geformt.
Fig. 26 bis Fig. 28 zeigen eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der sechs Elemente in sechs verschiedenen Richtungen rechtwinklig zusammengefügt werden.
Fig. 26 zeigt als Perspektivansicht die Kopplungsbeziehungen am Verbindungsabschnitt der Enden der Kompositmaterialien 1, 2, 3, 4, 5 und 6, wobei die Verbindungsplatten CP1, CP2 in die Schlitze eingefügt werden, die an den Endabschnitten der Kompositmaterialien 1, 2, 3, 4, 5 und 6 gebildet sind, wie in Fig. 27 dargestellt.
Fig. 28 (a) zeigt als Perspektivansicht die Verbindungsplatten CP1, Fig. 28 (b) als Perspektivansicht die Verbindungsplatten CP2. Die in Fig. 28 (b) dargestellten Verbindungsplatten CP2 weichen in der Form von den in Fig. 27 dargestellten Verbindungsplatten CP2 ab, um eine höhere Festigkeit zu erreichen.
Fig. 29 zeigt eine zehnte Ausführungsform, bei der sechs Elemente in sechs verschiedenen Richtungen rechtwinklig zusammengefügt werden.
Fig. 29 (a) Fig. 26 zeigt als Perspektivansicht die Kopplungsbeziehungen am Verbindungsabschnitt der Enden der Kompositmaterialien 1, 2, 3, 4, 5 und 6, Fig. 29 (b) als Perspektivansicht die dafür verwendeten Verbindungsplatten CP.
In dieser Ausführungsform sind die Endflächen jedes Kompositmaterials rechtwinklig geformt und an den Stoßstellen mit Schlitzen versehen, wie in Fig. 29 (a) dargestellt.
In jeden Schlitz wird eine Verbindungsplatte der in (b) dargestellten Form eingefügt, wodurch jedes Kompositmaterial befestigt wird.
Einzelheiten werden hier weggelassen, da sie den oben erwähnten entsprechen.

Claims

1. Verfahren zum Verbinden zweier Holzelemente (1, 2), die jeweils einen Endabschnitt enthalten, das die folgenden Schritte umfaßt:

- Herstellen einer Vielzahl von Schlitzen (S1, S2) in jedem Endabschnitt;

- Aneinanderfügen der Endabschnitte, so daß die Schlitze (S1) eines der Endabschnitte auf die Schlitze (S2) des anderen der Endabschnitte ausgerichtet sind;

- Befestigen der Endabschnitte aneinander mit einer provisorischen Befestigungseinrichtung (T);

- Auftragen eines Klebstoffs auf Innenflächen der Schlitze;

- Einführen von Verbindungsplatten (CP) in die aufeinander ausgerichteten Schlitze (S1, S2), um die aneinandergefügten Endabschnitte der Holzelemente (1, 2) miteinander zu verbinden, wobei die Verbindungsplatten (CP) in den aufeinander ausgerichteten Schlitzen befestigt sind, wenn der Klebstoff ausgehärtet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die provisorische Befestigungseinrichtung (T) ein transparentes Band mit einer klebenden Schicht enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsplatten (10) aus einem verstärkten Kunststoffmaterial bestehen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei es sich bei dem verstärkten Kunststoffmaterial um ein Epoxidharz handelt, das mit einer Glasfaser verstärkt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei es sich bei dem verstärkten Kunststoffmaterial um ein Epoxidharz handelt, das mit einer Kohlefaser verstärkt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Verbindungsplatten (CP) aus einem verstärkten Kunststoffmaterial bestehen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei es sich bei dem verstärkten Kunststoffmaterial um ein Epoxidharz handelt, das mit einer Glasfaser verstärkt ist.

8 Verfahren nach Anspruch 6, wobei es sich bei dem verstärkten Kunststoffmaterial um ein Epoxidharz handelt, das mit einer Kohlefaser verstärkt ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Klebstoff um ein Epoxidharz handelt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei es sich beim Epoxidharz um Epoxidharz handelt, das Acryl- oder Polyurethangruppen enthält.

11. Verfahren zum Verbinden zweier Holzelemente (1, 2), die jeweils einen Endabschnitt enthalten, das die folgenden Schritte umfaßt:

- Herstellen einer Vielzahl von Schlitzen (S1, S2) in jedem Endabschnitt;

- Befestigen der Endabschnitte mit einer provisorischen Befestigungseinrichtung (T);

- Bereitstellen von Verbindungsplatten (CP);

- Auftragen eines Klebstoffs auf die Außenflächen der Verbindungsplatten (CP);

- Einführen der Verbindungsplatten (CP) in die aufeinander ausgerichteten Schlitze (S1, S2), um die aneinandergefügten Endabschnitte der Holzelemente (1, 2) zu verbinden und zu befestigen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die provisorische Befestigungseinrichtung (T) ein transparentes Klebeband enthält.

13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Verbindungsplatten (CP) aus einem verstärkten Kunststoffmaterial bestehen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei es sich bei dem verstärkten Kunststoffmaterial um ein Epoxidharz handelt, das mit einer Glasfaser verstärkt ist.

15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei es sich bei dem verstärkten Kunststoffmaterial um ein Epoxidharz handelt, das mit einer Kohlefaser verstärkt ist.

16. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Verbindungsplatten (CP) aus einem verstärkten Kunststoffmaterial bestehen.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei es sich bei dem verstärkten Kunststoffmaterial um ein Epoxidharz handelt, das mit einer Glasfaser verstärkt ist.

18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei es sich bei dem verstärkten Kunststoffmaterial um ein Epoxidharz handelt, das mit einer Kohlefaser verstärkt ist.

19. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Klebstoff um ein Epoxidharz handelt.

20. Verfahren nach Anspruch 9, wobei es sich bei dem Epoxidharz um ein Epoxidharz handelt, das Acryl- oder Polyurethangruppen enthält.