DE706759C

DE706759C - Holzverbindung durch metallene Schrauben

Info

Publication number: DE706759C
Application number: DEV33934D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Guenther Voss; Samuel Voss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-06-16
Filing date: 1937-06-16
Publication date: 1941-06-05

Description

Holzverbindung durch metallene Schrauben Die Erfindung betrifft eine Holzverbindung durch metallene Schrauben. Sie hesteht darin, daB die ITbertragung der durch die Verbindung aufzunehmenden Kräfte und Momente allein durch die in die zu verbindenden Hölzer eingreifenden Gewindegänge der Schrauben bewirkt wird.
Bei den bisher bekannten mit Hilfe metallener Schrauben hergestellten Holzverbindungen übertragen die Gewindegänge ,der Schrauben die von der Verbindung aufzunehmenden Kräfte nur auf das eine von je zwei zu verbindenden Hölzern; die Kraftübertragung auf das andere Holz erfolgt durch,den Schraubenkopf, gegebenenfalls mit einer Unterlegscheibe oder ähnlichen Verbindungsmitteln, die sich bei einer Belastung der Verbindung mit ihrer kleinen Auflagefläche in das Holz eindrücken und dadurch ein Nachgeben der Verbindung hervorrufen. Es sind ferner Holzverbindungen bekannt, bei denen die Kraftübertragung durch metallene auf Biegung beanspruchte Rohrbolzen erfolgt, deren Oberfläche mit einem Schraubengewinde versehen ist. Bei diesen Verbindungen sind die Gewindegänge im Gegensatz zu dem Erfindungsgegenstand an der übertragung der von der Verbindung aufzunehmen-. den Kräfte unbeteiligt, da Kräfte in Richtung der Bolzenachse nicht auftreten. In bezugauf die Nachgiebigkeit der Verbindung bieten daher diese . Konstruktionen gegenüber den üblichen Bolzenverbindungen keine Vorteile.
Es sind ferner mittels Schraubenfedern hergestellte Bolzenverbindungen bekannt, bei denen die Schraubenfedern zur Erzeugung eines für die Aufnahme einer metallenen Schraube bestimmten Gewindes in das Holz eingewalzt werden. Diese Verbindungen sind ebenfalls bei Belastung stark nachgiebig und auch ge`en das Schwinden des Holzes eitil>-findlich, da die Schraubc:ifeder infolge ihrer Elastizität den Formveränderungen des Holzes leicht folgt und außerdem die durch Einwalzen der Schraubenfeder in das Holz eingedrückten Gewindegänge nennenswerte Krätte ohnehin nicht übertragen können; tier in der Schraubenfeder befindliche Gewindebalzen kann dabei infolge des liotwendi@;erweise vorhandenen Spieles einen starren unveränderlichen Abstand der Gewindegän#-e der Schraubenfeder nicht gewährleisten.
Es ist auch vorgeschlagen worden, Holzverzapfungen mit schraubenförmi'ls uni den Holzzapfen gewundenen profilierten Metallb:itiderii zu versehen. Nennenswerte Kräfte lassen sich mit diesen Verbindern ebelifalls nicht aufnehmen, da ein tragender metallener Schraubenkernquerschnitt nicht vorhanden ist.
Diese Nachteile werden bei dem Erfindungsgegenstand dadurch vermieden, daß die Übertragung der durch die Holzverbindung aufzunehmenden. in Richtung der Sdiraubenachsen auftretenden Kräfte in beiden Hölzern durch das Gewinde der Schrauben erfolgt. Die Nachgiebigkeit der Verbindung ist auf diese Weise infolge der Zusammendrüclzliarkcit <iss 1@1:=i:;-a. l1-:: ;,-i Gewindegängen befindlichen Holzabschnittes so klein, daß sie unberücksichtigt bleiben kann. Holzverbindungen dieser Bauart sind daher als praktisch starr anzusehen und infolgedessen auch für die Übertragung von Biegungsmomeliten geeignet, was ihre Verwendung insbesondere für statisch unbestimmte Bauwerke ermöglicht.
Durch den unveränderlichen Abstand der Gewindegänge voneinander kann die Starrheit der Verbindung auch durch das Schwinden oder Quellen des Holzes nicht beeinliu13t werden.
Die durch die Schrauben zu übertragenden Kräfte verteilen sich gleichmäßig auf die gesamte mit Gewinde versehene Schratibenlätige, wodurch die sonst an Stellen hoher örtlicher Belastung auftretenden Risse im Holz vermieden werden.
Die Querschnittsschwächung des Holzes an der Verbindungsstelle ist außerordentlich klein; es läßt sich daher mit der vorliegenden Verbindung eine wesentliche Holzerspainis ge'@eliCltJOr dW Lil)11@11_'ti 11-@:i@:rtlhtl.@_i_:1 t-:" zielen, ganz abgesehen von den Holzeinsparurigen, die sich aus der Verwendbarkeit der Verbindung auch für Rundholz ergeben. Desgleichen ist der für diese Verbindung erforderliche Eisenverbrauch sowie die Baulänge iin Verhältnis zu den übertragbaren Kräften gegenüber den üblichen Bauweisen gering-3 - 11 fügig, so daß auch außergewöhnlich große Kräfte, deren fi bertragung bisher nur durch @nchrt@i@igc: Stäbe n@@@;lich «-ar, mit einem einzigen starken Holz angeschlossen «erden können.
Die vorliegende Konstruktion -nacht ferner die Verbindtnig zweier stumpf aufeinandertreffender Hölzer ohne Überlappung und ohne Laschen möglich, tt'odtirch sich nicht nur eine wesentliche Holzersparnis erzielen, sondern auch architektonisch schöner bauen- läßt.
Die Abbildungen der beiliegenden Zeichnungen zeigen verschiedene Ausführungsbei-@piele der Erfindung. In den Abt). i a und 11) ist ein(- Verbindung in Aufriß und Grundriß dargestellt, die sowohl Biegungsmomente als auch @äligs- und Querkräfte zti übertragen gestattet. Die Abt), 2 a und 21) zeigen dieselbe Verbindung in Rundholzausführung. In der Abt). d ist perspektivisch der Knotenpunkt eines räumlichen Rundholzfachwerks dargestellt. Die Schrauben sind dabei schräg zur Faserrichtung angeordnet, um Risse in Richtung der Faser zu verhindern.
Die Abb..la und -11> zeigen eine Verbindung die ebenfalls auher Biegun;;smomenten Quer-und Längskräfte überträgt. Jedes der beiden Seitenhölzer ist mit je vier Schrauben an das vertikale Mittelhulz angeschlossen. Die Schrauben sind so angeordnet, daß sich die Komponenten der Schraubenkräfte, die die Seitenhölzer anzudrücken oder abzuheben suchen, gegenseitig aufheben. Besondere Heftschraubell zur Verhinderung eines Abhebens der Seitenhölzer sind daher nicht erforderlich. Die rautenförmige Anordnung der Schrauben ergibt den Vorteil grol,er Schraubenabstände und damit auch großer Biegungsfestigkeit.
Die Abb. 5a und 5b zeigen eine durch zwei seitlich angeordnete Holzlaschen hergestellte St:)L;t-crbindting, die Abb.6a und 6b sowie a und 71) eine la@chenlo@-c zug- und biegungsfeste Verbindung.
Die Abb. S .i und 81) stellen den zugfesten Anschluß eines aus zwei einzelnen Hölzern bestehenden Stabes an einen Gurtstab dar. Die gekreuzt angeordneten Schrauben ermöglichen dabei eine besonders kurze Baulänge. Zur Aufnahme der seitlichen Komponenten der Schraubenkräfte, welche die Stabhölzer von- Gurt abzuheben suchen, sind außerdem noch zwei horizontale, die gesamte Verbindung durchsetzende Schrauben vorgesehen.
Die Abb. ( ' )a und <gb zeigen einen zugfesten Anschluß eines auf ein Gurtholz auftreffenden einteiligen Holzstabes durch schräg angeordnete sich kreuzende Schrauben. Der Kreuzungspunkt der Schrauben ist dabei zur Vernicidung von Biebungsinonienten in die Stabachse gelegt.
Die Abb. ioa bis ioc bzw. i t a bis i tc zeigen durch Schrauben verdübelte Balken. Die durch teilweise 1iunktierte Striche dargestellten Schrauben stecken mit dem punktierten Teil im unteren, mit dem ausgezogenen Teil im oberen Holz. Die Schrauben sind zickzackförmig angeordnet, so daß sich die senkrecht zur Balkenachse liegenden Komponenten der Schraubenkräfte sowohl im oberen als auch im unteren Holz aufheben. Durch die in den Abb. i oa bis i o c dargestellte zickzackförmige Schraubenanordnung heben sichdie-ze Komponenten sogar innerhalb einer Längshälfte des Balkens auf; es treten infolgedessen keine Kräfte auf, die !die Hölzer zu spalten oder zusammenzudrücken trachten. Auch Kräfte, die die beiden Hölzer .voneinander abzuheben suchen, sind nicht vorhanden. Dadurch, daß jede einzelne Schraube mit dem unteren als auch mit dem oberen Holz fest verbunden ist, wird der Zusammenhalt beider Hölzer gewährleistet. Besondere Schrauben für den Zusammenhalt sind daher auch hier nichterforderlich.
Bei den bekannten verdübelten Balken sind die einzelnen Verdübelungen in größeren Abständen voneinander angeordnet, so daß durch die im Gesamtbalken auftretenden Querkräfte noch besondere zusätzliche Momente in den durch die Dübel an sich schon geschwächten einzelnen Hölzern entstehen. Außerdem werden durch die Verkantungsmomente der Dübel große Kräfte erzeugt, die die beiden Hölzer voneinander abzuheben suchen und durch starke Schraubenbolzen aufgenommen werden müssen. Diese Schrauben, die den gesamten Balken durchsetzen, bewirken nochmals eine Schwächung des tragenden Querschnitts, ganz abgesehen von den beträchtlichen Kosten, die der Eisenverbrauch einer derartigen Verdübelung erfordert.
Bei den in den Abb. i o und i i dargestellten Verdüb.elungen hingegen verteilen sich die durch den Längsschub der Hölzer erzeugten Kräfte infolge der geringen Schraub.enabstände fast kontinuierlich über die ,gesamte Balkenlänge, so daß .die Tragfähigkeit kaum geringer anzusetzen ist als die eines aus einem Stück bestehenden Balkens mit demselben Querschnitt. Eine Schwächung des Balkens findet nur in der Nähe der neutralen Faser statt, ist also ohne Einfluß auf das Trägheitsmoment des Balkenquerschnitts.
Es sind uns ferner aus mehreren Lagen bestehende geleimte Balken bekanntgeworden, bei denen durch Verhinderung des Abhebens der Hölzer voneinander eine zusätzliche Nagelung vorgesehen ist; die dabei benutzten Nägel sind jedoch, obwohl sie ähnlich wie die Schrauben gemäß Abb. io und i i allgeordnet sind, an :der Übertragung der zwischen den beiden Hölzern auftretenden Längskräfte nicht beteiligt, sondern dienen nur dem Zusammenpressen der Hölzer während des Leimens. Bei einer Beteiligung dieser Nägel an der Kraftübertragung würden dieselben auf Biegung und Abscherung beansprucht werden, nennenswerte Kräfte daher überhaupt nicht übertragen können, im Gegensatz zu den Schrauben des Erfindungsgegenstandes, die aus schließlich auf Zug oder Druck beansprucht sind.
Die Abb: i i a bis i i c zeigen einen aus einem Stegholz und zwei Gurthölzernbestehenden verdübelten Balken, in dessen Querschnitt für jede verdübelte Fuge nur ein Paar sich kreuzender Schrauben erscheint; die Dübellöcher können dadurch leicht vom Steg aus gebohrt werden. Auch bei diesem Balken heben sich durch die zickzackförmige Anordnung der Schrauben die senkrecht zur Balkepachse gerichteten Schraubenkraftkomponenten auf, so daß auch hier keine Kräfte vorhanden sind, die ,die Hölzer voneinander abzuheben oder seitlich . gegeneinander zu verschieben suchen.

Claims

1'ATI:NTANSi'RCICiii:: i. Holzverbindung durch metallene Schrauben, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der .durch die Verbindung aufzunehmenden, irn wesentlichen in Richtung der Schraubenachsen auftretenden Kräfte in den zu verbindenden Hölzern allein durch die in :diese Hölzer eingreifenden Gewindegänge der Schrauben bewirkt wird. z. Holzverbindung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, :daß die Schrauben zur Vermeidung von Rißbildungen schräg zur Faserrichtung des Holzes angeordnet sind. 3. Holzverbindung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung großer Schraubenabstände die Schrauben rautenförmig angeordnet sind (Abt. q.). Holzverbindung nach den Ansprüchen i und 2, .dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben zickzackförmig angeordnet sind (Abt. i o und i i). 5. Holzverbindung nach Anspruch i, da-.durch gekennzeichnet, daß der Kreuzungspunkt der den Stabanschluß bewirkenden Schrauben in der Stabachse liegt (Abt. 9).