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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rahmenanordnung für eine Wand
von einer Fachwerk-Konstruktion für ein Gebäude, wobei die Rahmenkomponenten
des Wandrahmens miteinander über
abgeschrägte
Nutenverbindungen verbunden sind und wobei jede Rahmenkomponente
mit Markierungen zur Erleichterung des Einbaus versehen ist.
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Im
Stand der Technik sind roh aufgebaute Rahmenanordnungen für Holzgebäude bekannt,
in denen zur Erleichterung des Einbaus verschiedene Teile des Fachwerkes
vorgefertigt werden, bevor sie zur Baustelle transportiert werden.
Die
DE 35 12 306 A1 schlägt eine
gitterartige Rahmenstruktur vor, in welcher die vertikalen Komponenten
eines jeden Wandrahmens mit einem Dach- oder Bodenstringer über eine Zapfenverbindung verbunden
sind, in welcher sowohl die horizontalen Dach- als auch Bodenstringer
und die vertikale Komponente mit runden Löchern versehen sind, in die
separate runde Zapfen eingepasst werden. Bei Verbindungen, die zueinander
benachbarte Wandrahmen in rechten Winkeln miteinander verbinden,
werden Zapfenverbindungen in den Dachstringern eingesetzt, in welchen
beispielsweise ein zentraler Zapfen mit rechtwinkligem Querschnitt
in die Oberseite des Dachstringers eingebracht wird und das Ende
der Wandkomponente, die damit verbunden werden soll, dann in den
Zapfen eingepasst wird. Die Aufgabe der Verbindung individueller
Komponenten miteinander kann durch das Vorsehen von Markierungen
erleichtert werden, die es erlauben, die richtigen Komponenten miteinander zu
verbinden. Diese Lösung
aus dem Stand der Technik hat den Nachteil, komplex und langsam
zu sein. Das Bohren kleiner Löcher
für die
Zapfenverbindungen in exakt den richtigen Positionen erfordert eine
große
Präzision
und eine Menge Zeit. Die US-PS 5,170,600 stellt einen vorgefertigten
Gehäusezusatz
vor, in welchem Schwalbenschwanzverbindungen verwendet werden, um
Wandrahmenkomponenten miteinander und auch mit anderen Teilen des Wandrahmens
zu verbinden. Ein Nachteil bei dieser Lösung liegt in ihrer schwierigen
Installation, da das Anpassen der Schwalbenschwanzverbindung so, dass
sie im Moment der Installation an beiden Seiten der Komponente in
der richtigen Stellung eingesetzt wird, sehr schwierig ist. Darüber hinaus
können
beide vorgenannten Lösungen
nur für
rechtwinklige Verbindungen verwendet werden, in welchen die Rahmenkomponenten
sich in rechten Winkeln zueinander befinden.
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Außerdem offenbart
die US-A-5375381 ein Wandrahmensystem aus Holz gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile aus den Lösungen zum
Stand der Technik zu beseitigen und einen neuen Typ eines Wandrahmensystems
zu erreichen, bei dem die Markierung auf jeder Rahmenkomponente
ein Identifikationscode ist, der auf die Oberfläche gedruckt wird, die die
Rahmenkomponente entsprechend dem Konstruktionsplan identifiziert
und in welchem die Nutenverbindung aus einer (zum Boden hin) angeschrägten Nute
und einem darin eingepassten Hauptstück besteht.
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Die
Vorrichtung nach der Erfindung weist einen Förderer zum Fördern der
Rahmenkomponente zwischen verschiedenen Bearbeitungsstufen, eine Zuschneidstation,
in welcher die aus Holz bestehenden Teile mittels einer Maschine
auf vorbestimmte Dimensionen entsprechend dem Konstruktionsplan
zugeschnitten werden, und auch eine Steuereinheit zum Steuern der
Bearbeitungsschritte auf. Außerdem
weist die Vorrichtung nach der Erfindung einen Computer auf, welcher
an die Steuereinheit angeschlossen sein kann, und welcher für jede Rahmenkomponente
einen individuellen Code festlegt, gestützt auf die Basisdaten für das Gebäude, eine Druckeinheit
wie beispielsweise einen Tintenstrahldrucker, zum Drucken des Codes
auf die Oberfläche der
Rahmenkomponente, und eine Fräsvorrichtung zum
Herstellen der auf den Boden zu angeschrägten Nuten wie auch für die in
diese einzupassenden Hauptstücke.
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Die
Anordnung nach der Erfindung ermöglicht
eine gewerbliche Herstellung von verschiedenförmigen Gebäuden. Das Aufbauverfahren setzt
keinerlei Beschränkungen
hinsichtlich der Architektur. Die Anordnung nach der Erfindung erlaubt
einen leichten Aufbau von stufigen Strukturen und Strukturen mit
unterschiedlicher Höhe.
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Mittels
der Verwendung der Anordnung nach der Erfindung kann die Installation
eines Fachwerks aus Holz für
ein Gebäude
wesentlich leichter und schneller gemacht werden. Die Markierungen
auf den Rahmenkomponenten geben eine detaillierte Definition ihres
Typs und der Eigenschaften der in Betracht kommenden Komponente.
Darüber
hinaus sind die Nuten in der Komponente und die Nutenmarkierungen
exakt und unzweifelhaft für
die Position der Komponente, die mit einer bestimmten Nute verbunden
werden soll. Die an exakt den korrekten Positionen vorgesehenen
Nuten verstärken
so die Steifheit der Wandstruktur. Außerdem erlaubt das System nach
der Erfindung das Herstellen von Diagonalverbindungen. Wenn die
Messungen relativ zur Mitte der Nute definiert werden, können auch
im Falle von Diagonalverbindungen keine Messfehler auftreten.
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Darüber hinaus
schafft die Vorrichtung nach der Erfindung eine bessere Möglichkeit
als die Techniken aus dem Stand der Technik, um ein hölzernes Fachwerk
eines Gebäudes
aus vorbearbeiteten Rahmenkomponenten herzustellen, die unter Verwendung
einer einzigen Vorrichtung direkt an der Baustelle auf Größe geschnitten
und mit den erforderlichen Markierungen versehen sind, wodurch die
Lagerkosten und die Platzerfordernisse reduziert werden.
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Das
Dimensionieren des Holzrahmens kann beispielsweise unter Verwendung
von CAD-Software zum Steuern einer automatischen Bearbeitungslinie bewirkt
werden, die alle Komponenten zuschneidet und sie mit präzisen Markierungen
und Nuten versieht, um sie fertig zum Einbau zu machen, unter Berücksichtigung
der Erfordernisse der Abstände
der Rahmenpfosten, der Isolierung und der Paneele.
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Im
Folgenden wird die Erfindung im Detail mit der Hilfe eines Beispiels
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen näher
beschrieben. In diesen stellen dar:
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1 einen
Wandrahmen einer Fachwerk-Konstruktion von sich verändernder
Höhe gemäß der Erfindung,
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2 eine
Rahmenkomponente gemäß der Erfindung,
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3, 4, 5, 6a und 6b Nutenverbindungen
gemäß der Erfindung,
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7a und 7b eine
detailliertere Wiedergabe der Nutenverbindung aus der Erfindung,
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8 eine
Vorrichtung gemäß der Erfindung,
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9a und 9b eine
drehbare Fräseinheit,
die in der Vorrichtung nach der Erfindung vorgesehen ist, gesehen
aus der Richtung der Querachse und in Vorderansicht,
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10 eine
drehbare Fräseinheit,
die in der Vorrichtung gemäß der Erfindung
vorgesehen ist, gesehen aus der Richtung der Querachse und beim Fräsen einer
Diagonalverbindung eingesetzt, und
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11a, 11b eine
drehbare Fräseinheit, die
in der Vorrichtung nach der Erfindung vorgesehen ist, als eine Projektion
aus der Richtung der Querachse, beim Fräsen einer geraden Verbindung
und einer Diagonalverbindung eingesetzt.
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1 zeigt
einen Wandrahmen einer Fachwerk-Konstruktion von unterschiedlicher
Höhe gemäß der Erfindung.
Der Wandrahmen weist Vertikalelemente 1 von einer Länge auf,
die sich entsprechend der Höhe
des Wandrahmens verändert,
platziert in einer Entfernung voneinander, die durch die erforderlichen
Abstände
der Rahmenstäbe,
der ansteigenden Deckenbalken 2 und des Bodenbalkens 3 festgelegt
wird. Bei einer Fensteröffnung
gibt es vertikale Elemente 9, bei einer Türöffnung vertikale
Elemente 10, mit horizontalen Elementen 4, die über diesen Öffnungen
angeordnet sind und mit weiteren vertikalen Elementen 6,
die relativ zu den Öffnungen
mittig oberhalb der horizontalen Elemente 4 angeordnet sind.
Unter der Fensteröffnung
ist ein weiteres vertikales Element 7 angeordnet.
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In
der 2 ist eine Rahmenkomponente 3 (ein Bodenbalken)
mit zwei Nuten N von ungefähr
5 mm Tiefe versehen, die sich quer zum Balken in Richtung seiner
Breite erstrecken, um einen Anschluss der anderen Rahmenkomponenten
zu ermöglichen,
beispielsweise etwa im mittleren Abschnitt der Komponente. Die Nuten
besitzen ansteigende Wände,
die die Nutenbreite in Richtung auf den Boden der Nute hin reduzieren.
Die Nuten sollen beispielsweise für die Verbindung der Rahmenkomponenten
für ein
Fenster dienen, in welchem Fall der Abstand zwischen ihnen dem Abstand
zwischen den Fensterrahmenkomponenten entspricht. Darüber hinaus
können
die Enden der Rahmenkomponente mit U-förmig in Richtung auf das Ende
zu zulaufenden Schrägen
versehen sein, so dass die Enden der Komponente in die Nuten passen,
die für
die Verbindungen mit anderen Holzkomponenten vorgesehen sind.
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Die
Rahmenkomponente 3 ist mit einem Identifizierungscode 30 versehen,
der auf ihrer Oberfläche
aufgedruckt ist, beispielsweise auf der mit der Nute versehenen
Seite am Ende der Holzkomponente, wobei er den Typ und die Abmessungen
der Komponente angibt. In der 2 bedeutet
der Code S1a/AJ2500 das horizontale Element, das unterhalb des Fensters
im Abschnitt a eines Wandrahmens S1 angeordnet ist (in diesem Falle
besteht der Wandrahmen aus mehreren Abschnitten), wobei die Länge 2500
mm beträgt.
Der Code kann natürlich
so zusammengesetzt sein wie gewünscht
und er kann auch andere als die vorstehend vorgeschlagenen Informationen
enthalten. Außerdem
kann die gleiche Komponente mit einer Markierung 31 <bedruckt mit „Fenster" neben der Fensternut
N, um eine Fensternut N anzugeben, am ersten Ende eines Fensters)
und einer weiteren Markierung 32 "Ende"> an der anderen Fensternut
N (am zweiten Ende des Fenstes) versehen ist. Darüber hinaus
kann der Boden der Nut N mit einem Code 33 S1a/AT 2400
versehen sein, welcher das Element identifiziert, das mit der Nut
verbunden werden soll, und auf diese Weise eine präzise Information
angibt, welches Element an einer speziellen Nut angebracht werden
soll.
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Die 3 bis 5 und 6b stellen
unterschiedliche Verbindungen LI in vergrößerter Ansicht dar. Die 3 zeigt
eine rechtwinklige Verbindung DET1 zwischen dem oberen Ende eines
vertikalen Elementes 7 und einem horizontalen Element 8.
Die 4 zeigt eine Verbindung DET2 zwischen dem Ende
an der rechten Seite eines horizontalen Elementes 4 und
einem vertikalen Element 10 und die 5 zeigt
eine Verbindung zwischen dem Bodenbalken 3 und dem unteren
Ende eines vertikalen Elements 10. Eine abgeschrägte Verbindung,
in der die Elemente sich nicht in rechten Winkeln relativ zueinander
befinden, zwischen einem vertikalen Element 8 oder 1 und
einem Deckenbalken 2 wird in den 6a und 6b dargestellt.
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Die 7a bis 7c stellen
in einer noch weiter detaillierten Ansicht eines Beispiels eine
Verbindung zwischen zwei Elementen 4 und 10 dar,
wobei die Elemente getrennt voneinander dargestellt sind. Das Ende
einer Rahmenkomponente 4 ist so in eine Form eines typischen
Buchstabens U bearbeitet worden, die das Steckerelement der Verbindung
LI bildet. Die Endfläche
PPU und die Seitenoberflächen SPU
können
relativ zu der Mittelachs 100 gedreht sein, um eine Diagonalverbindung
zu bilden, auch so dass die Komponenten 4 und 10 stets
in Relation zur Mittelachse 100 dimensioniert sind, so
dass die Abmaße
unabhängig
von dem Verbindungswinkel unverändert
bleiben. Die Bodenoberfläche
PPN und die angeschrägten
Seitenoberflächen
SPN der Nutenverbindung sind an Orten und an Winkeln bearbeitet, die
in dem Wandkonstruktionsplan definiert sind. Daher kann die Nut
N entweder senkrecht zu der Ebene eines Querschnitts des Gegenstandes
oder in einem anderen Winkel stehen.
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Die
Oberflächen
PPU und SPU des Steckerelements U sind mit den Oberflächen PPN
und SPN des Nutenelementes verbunden, so dass die Bodenfläche PPU
gegen die Seitenfläche
PPN und die Seitenflächen
SPU gegen die Seitenflächen
SPN stoßen.
Die verschiedenen Oberflächen
der Verbindungskomponenten führen
die Steckerelemente U in einen korrekten Ort und in eine Position
in den für
sie vorgesehenen Nuten. Der Abstand PP, der die Oberfläche PPU
der Verbindungskomponente U und die Oberfläche PPN der Nut N der rückwärtigen Oberfläche AP des
Elements 10 trenn, verbleibt unverändert unabhängig von der Dicke P der Rahmenkomponenten,
so dass die Verbindung sicherstellt, dass die Wand in ihrer vorgesehenen
Höhe unabhängig von den
Veränderungen
in der Materialdicke erhalten bleibt. Die Komponenten des vertikalen
Rahmens sind so angeordnet, dass die Rahmenkomponentenoberfläche AP sich
am Ende des Wandrahmens befindet und so sicherstellt, dass der Wandrahmen seine
vorgesehene Länge
unabhängig
von den Schwankungen in der Materialdicke behält. Zusätzlich können alle Rahmenkomponenten
miteinander unter Verwendung eines befestigenden Elementes und/oder
eines Befestigungsmittels befestigt werden.
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Unter
Verwendung einer in 8 dargestellten Vorrichtung
können
Rahmenkomponenten gemäß der Konstruktionszeichnung
für ein
Gebäude mit
einem Holzrahmen hergestellt werden. Die Abmessungen des Holzrahmens
werden auf einem Computer 81 unter Verwendung von beispielsweise CAD-Software vorgegeben,
welche die Abmessungen eines jeden Elementes wie auch die Anschrägungen und
Nuten definiert, die in jedem Element angebracht werden müssen. Gestützt auf
diese Daten kann die Bearbeitungslinie alle Elemente zuschneiden
und mit präzisen
Markierungen, Anschrägungen und
Nuten wie erforderlich versehen, um sie fertig zum Einbau zu gestalten,
unter Berücksichtigung
der Erfordernisse von Abständen,
der Isolierung und der Abdeckung der Rahmenstäbe.
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Für jede Rahmenkomponente
legt die Software außerdem
einen Identifizierungscode 30 fest, der mit den Einbauzeichnungen
konsistent ist, wobei jeder Holzkomponente ein Teilcode zugeordnet
wird, der auf der Grundlage der Eingabedaten festgelegt ist. Dieser
Code spezifiziert den Komponententyp, das heißt, die Natur der Komponente,
den Platz in dem Gebäude,
an den die Komponente hingehört, und
ihre Abmessungen.
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Der
Code ist zusammengesetzt aus beispielsweise vier Teilen, beispielsweise
S1a/AV562. Der erste Teil S1 bezeichnet den Wandrahmen in dem Gebäude, zu
welchem die Komponente gehört, und
der Buchstabe a, der ihm folgt, zeigt den Abschnitt des Wandrahmens
an in solchen Fällen,
in denen der Wandrahmen aus mehreren aufeinander folgenden Abschnitten
besteht. Der dritte Teil AV definiert den Typ der Komponente mit
einer zweibuchstabigen Abkürzung;
beispielsweise für
die Rahmenstäbe
TT, für
den Deckenbalken YJ, für
den Bodenbalken AJ, für
die Horizontalstäbe
AV für
eine Öffnung, für die Rahmenstäbe TL mit
einer Nute, für
die Rahmenstäbe
AL mit einer Öffnung
und einer Nute, für Rahmenstäbe TA mit
einer Öffnung.
Der letzte Teil gibt die Längendimensionen
des Elementes an.
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Wenn
jede Holzkomponente einen Code zugewiesen bekommen hat, der ihren
Typ und mögliche Nuten
definiert, wird die Software die Codedaten über ein Kabel an eine Logiksteuereinheit 82 des
Bearbeitungswerkzeugabschnittes weitergeben. Die Logiksteuereinheit
wird außerdem
mit Daten versorgt, die die Abmessungen einer jeden Komponente wie
auch die Anschrägungen
und Nuten spezifizieren, die in diesen gemacht werden sollen.
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Die
Steuereinheit 82 ist auf dem Rahmen der Bearbeitungswerkzeugabschnittes
des Vorrichtung befestigt, wobei der Rahmen aus Rahmenstäben 82 besteht.
Das Holz wird über
einen Walzenförderer 84 durch
den Bearbeitungswerkzeugabschnitt gefördert. Ebenso befestigt auf
dem Rahmen sind die folgenden Teile, die in einer Reihenfolge angeordnet
sind, die von der Zufuhrseite des Rohmaterials beginnt:
Eine
erste Fräseinheit 85,
eine erste Druckereinheit 86, eine zweite Fräseinheit 87 und
eine Schneide-/Fräseinheit 88,
deren Betriebsweise weiter unten in näheren Einzelheiten beschrieben
wird.
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Die
erste Fräseinheit 85 schneidet
in die Rahmenkomponente, die in dem Fall eines aus Holz bestehenden
Gebäuderahmens 200 typischerweise ein
Stück eines
ebenen Holzmaterials mit einer Breite von 200 mm und einer Dicke
von 50 mm ist, zwei Nuten N von ungefähr 5 mm Tiefe, die angeschrägte Seiten
und ausgedehnte Breiten Erstreckungen quer zur Holzkomponente besitzen.
Die Nuten dienen zum Verbinden von beispielsweise Fensterrahmenkomponenten,
in welchem Fall der Abstand dem Abstand zwischen den Fensterrahmenkomponenten
entspricht.
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Die
Druckereinheit 86 kann beispielsweise aus einem Tintenstrahldrucker
bestehen, der einen alphanumerischen Identifizierungscode 30 wie
oben beschrieben druckt, der den Typ der Komponente und ihre Abmessungen
auf einer Seite der Rahmenkomponente kennzeichnet, an dem Ende der
Komponente, beispielsweise auf der Seite mit den Nuten. Zusätzlich kann
die gleiche Holzkomponente mit Markierungen 31 bis 33 versehen
werden.
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Die
zweite Fräseinheit 87 führt die Frässchritte
für die
größeren Nuten
aus, die beispielsweise in der engen Kante der Rahmenkomponente
gemacht werden müssen,
wie beispielsweise die Nute für
einen Rahmenstab, der in das Ende oder die Mitte der Rahmenkomponente
geschnitten werden muss. Eine Markierung definiert eine solche Komponente
und wird dementsprechend auf der Oberfläche der Komponente gemacht.
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Die
Schneid-/Fräseinheit 88,
die mit einem Sägeblatt
versehen ist, schneidet die Rahmenkomponente zu. Darüber hinaus
besitzt sie Frässchneider
für das
Schneiden von Anschrägungen
an den Enden der Rahmenkomponente, so dass die Enden in die Nuten
passen, die in anderen Komponenten vorgesehen sind. Die gesamte
Schneid-/Fräseinheit 88 wird
auf einem Schweberahmen 89 eingepasst, der um eine querschwingende
Achse 90 gedreht werden kann, um Schnitte für Diagonalverbindungen
zu ermöglichen.
Die Achse wird in Höhe
der Mittellinie 100 auf der Holzkomponente relativ zur
Basis 84 angeordnet. Daher sind die Abmessungen in Bezug
auf die Mittellinie 100 der Komponente unveränderlich unabhängig von
der Winkelstellung der Schneid-/Fräseinheit 88 und der
entsprechenden Schrägheit
der Verbindung.
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Die 9a, 9b, 10, 11a und 11b stellen
detailliertere Darstellungen der Schneide-/Fräseinheit 88 dar. Auf
der Oberseite weist die Einheit eine drehende Schneidkombination 91 auf,
die in der Mitte ein Sägeblatt 92 zum
Schneiden der Balkenkomponente und Frässchneider 93 mit
einem kleineren Durchmesser auf jeder Seite für das Herstellen von Anschrägungen besitzt.
Auf der unteren Seite befindet sich lediglich ein Frässchneider 94 für das Herstellen
von Anschrägungen
auf der gegenüberliegenden
Seite der Rahmenkomponenten (9a, 11a). Die obere Kombination 91 und der
untere Schneider 94 drehen sich um Achsen 95, 96.
Die 9b stellt die Schneidanordnungen in Vorderansicht
dar. Diese zeigt, dass sie nicht exakt eine über der anderen ausgerichtet
sind, sondern dass ihre Antriebswellen 95 und 96 einen
kleinen Abstand zwischen sich in seitlicher Richtung besitzen. Mit
dieser Anordnung kann das Sägeblatt 92 tief
genug schneiden, um die Balkenkomponenten ohne eine Berührung der
unteren Frässchneider 94 zu trennen.
Im Fall einer schrägen
Verbindung wird die Schneid-/Fräseinheit 38 hinsichtlich
der Achse 90 gedreht, in welchem Fall das Sägeblatt
in einer schrägen
Richtung wie in den 10, 11b dargestellt schneidet,
und die Anschrägungen
werden in Übereinstimmung
mit diesem schrägen
Schnitt hergestellt, da die gesamte Einheit 88 sich um
den gleichen Winkel um die gleiche Achse dreht. Eine derartige Einheit 88,
die Frässchneider
auf jeder Seite eines Sägeblattes
zum Fräsen
von Anschrägungen
besitzt, macht es möglich
mehrere Rahmenkomponenten aus dem gleichen Stück Holz herzustellen, da die
Anschrägungen
bei jedem sägenden
Ende der Komponente in Überstimmungen
mit dem Schneiden gemacht werden.
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Es
ist klar für
den Fachmann, dass unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung
nicht auf die oben stehenden Beispiele beschränkt sind, aber dass diese innerhalb
der im folgenden dargestellten Ansprüche variiert werden können.