DE8510849U1 - Verbindungselement für stabförmige Bauteile im Holzbau - Google Patents

Description

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BESCHREIBUNG Peter Reimold

Verbindungselement für stabförmige Bauteile im Holzbau

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement als Bestandteil einer Stoßverbindung von stabförmigen Bauteilen im Holzbau, mit einem ersten Körperteil, der in einem der Bauteile verankert wird, und mit einem zweiten Körperteil, der zur Lastaufnahme vorgesehen ist.

Derartige Verbindungselemente werden bei Holzfachwerkkonstruktionen in den Anschlußbereichen von Riegeln und Stützen verwendet. Durch Befestigung eines Verbindungselements an einer Stütze und eines diesem Verbindungselement angepaßten weiteren Verbindungselements an einem Riegel wird durch geeignetes Aneinanderfügen der beiden Verbindungselemente erreicht, daß die auf den Riegel wirkenden Lasten auf die Stütze übertragen werden können. Aufgabe der Verbindungselemente ist darüberhinaus die Sicherung der gegenseitigen Lage von Riegelnund Stützen.

STAND DER TECHNIK

Es ist bekannt, in dem Stoßbereich von einer Stütze und einem Riegel eine Stahlplatte zu verwenden, die jeweils in einen senkrecht sowohl in der Stütze als auch in dem Riegel ausgeformten Schlitz eingreift und mittels horizontal durch die Stütze und den Riegel durchgeführter Bolzen in beiden Bauteilen verankert wird. Bei der Montage wird der Riegel mit Hilfe eines in seinem Schlitz bereits vorhandenen Bolzens auf die aus der Stütze auskragende Stahlplatte gelegt. An-

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schließend müssen die übrigen Bolzen durch den Riegel und .' die Stahlplatte hindurchgeführt werden. Bei dieser Konstruktion bleiben die Dübel seitlich in der Stütze und in dem '■ Riegel sichtbar. Darüberhinaus ist es insbesondere bei stock- | werksweise durchgehenden Stützen fertigungstechnisch sehr I aufwendig, die Stütze pass- und formgenau herzustellen. |

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG 4

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung |

die Aufgabe zugrunde, eine einfache und kostengünstige Stoß- %

Verbindung zwischen stabförmigen Bauteilen im Holzbau zu i

schaffen, insbesondere unter Beachtung des bei einer Montage ^:

solcher Bauteile entstehenden Aufwandes. ;

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Diese Erfindung ist durch die Merkmale des Hauptanspruchs ge- ■■

geben, die Erfindung zeichnet sich dementsprechend dadurch f

aus, daß der erste Körperteil aus mindestens einem stabför- |

migen Glied besteht, und der zweite Körperteil einenzur Last- 1

aufnahme ausgebildeten Oberflächenbereich besitzt, der zu- |

mindest drei Wandabschnitte aufweist, wobei der mittlere, ?^; zweite der drei Wandabschnitte mit seinem einen Ende an dem

einen, ersten Wandabschnitt und mit seinem dem einen Ende I gegenüberliegenden anderen Ende an dem anderen, dritten Wand-

abschnitt anstößt. Weiterhin schließen der erste und der |

zweite Wandabschnitt miteinander einen Winkel e* und der $

zweite und dritte Wandabschnitt miteinander einen Winkel {3 |

ein, wobei der Winkel <* zwischen 0° und 90° groß ist und ^l der Winkel j3 gleich der Differenz zwischen 180° und dem Win-

kel <x ist. Infolge der stabförmigen Gestalt ihrer Verankerungsteile läßt sich das Verbindungselement besonders einfach - auch nachträglich - in einer Stütze oder einem Riegel

verankern; die dazu erforderliche Aussparung läßt sich bei- ;;

spielsweise bei einer zylinderförmigen Ausbildung des Veran- ^

kerungsteils mit einem Bohrwerkzeug ohne großen Aufwand prob- ι

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lemlos herstellen. Weiterhin liefert die zackenartig abgetreppte Oberfläche des am Verankerungsteil befestigten weiteren Körperteils des Verbindungselements ein vorzügliches Auflager, ohne daß zusätzliche Sicherungsmaßnahrnen im Normalfall ergriffen zu werden brauchten.

Um Beanspruchungsspitzen in dem Verbindungselement zu vermeiden, hat es sich als günstig erwiesen, den Stoßbereich zwischen dem ersten und zweiten Wandabschnitt mit einer ersten Ausrundung und den Stoßbereich zwischen dem zweiten und dem dritten Wandabschnitt mit einer zweiten Ausrundung dergestalt zu versehen, daß die erste Ausrundung geringfügig größer ist als die zweite Ausrundung. Durch die unterschiedliche starken Ausrundungen ist därüberhinaus sichergestellt, daß die Ausrundungsbereiche bei zwei umgekehrt aufeinanderllegenden Verbindungselementen, wie sie im Stoßbereich zwischen Riegel und Stütze vorkommen, nicht miteinander in Berührung kommen.

Eine besonders vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der erste Wandabschnitt eine Auswölbung und der dritte Wandabschnitt eine Einwölbung besitzen, wobei die Krümmungsmaße der Auswölbung gleich den Krümmungsmaßen der Einwölbung sind. Dadurch wird bei einer Stoßverbindung, die aus zwei umgekehrt aufeinanderl legenden derartigen Verbindungselementen besteht, erreicht, daß das oben liegende Verbindungselement nicht seitlich von dem darunterliegenden Verbindungselement herabrutschen kann; die ineinandergeschachtelten Aus- und Einwölbungsflachen der Auflagerbereiche verhindern dies.

Um die erfindunsgemäßen Verbindungselemente auch in Stoßbereichen einsetzen zu können, in denen beispielsweise infolge auskragender Lasten oder infolge Windsogkräften abhebende Kräfte auftreten können, weist das Verbindungselement in seinem zur Lastaufnahme vorgesehenen zweiten Körperteil

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eine Durchbohrung auf, die zumindest durch einen der zumindest drei vorhandenen Wandabschnitte hindurchgeführt ist. Diese Bohrung ist so ausgebildet, daß bei umgekehrt aufeinanderllegenden Verbindungselementen durch beide Durchbohrungen eine Schraube oder dergleichen hindurchgeführt werden kann, so daß beide Verbindungselemente kraftschlüssig miteinander verbunden werden können.

Bei relativ schlanken Stützen und/oder großen in dieselbe zu übertragenden Lasten sind die verwendeten Verbindungselemente nach einem weiteren Merkmal der Erfindung so ausgebildet, daß quer durch das stabförmige Glied, das als Verankerungsteil dient, zumindest eine Bohrung hindurchgeführt ist. Durch diese Bohrung kann ein Bolzen oder dergleichen mit seiner Längsachse parallel zur Stützenlängsachse hindurchgeführt werden, wodurch das Verankerungsteil zusätzlich in der Stütze gehalten ist, und zwar auf von außen nicht sichtbare Weise.

Um zu vermeiden, daß die Verbindungselemente vor ihrem Einbau mit einer Korrosionsschutzschicht versehen werden müssen, sind diese in vorteilhafter Weise aus Gußeisen hergestellt. Die gegenüber Stahl geringeren Festigkeitseigenichaf■ ten erweisen sich im Zusammenwirken mit dem verwendeten Holzwerkstoff als mehr als ausreichend.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind den in den Ansprüchen weiterhin aufgeführten Merkmalen zu entnehmen .
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entneh-

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menden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination angewendet werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Verbindungselements nach der Erfindung und

Fig. 2 an einer Stütze und der Stirnseite von Riegeln angebrachte Verbindungselemente gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform in perspektivischer

Darstellung, wobei die Verbindungselemente in den Riegeln im Verhältnis zu den in den Stützen vorhandenen Verbindungselementen auf dem Kopf stehen .
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WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Das Verbindungselement 10 besitzt in der x-y-Ebene eine ebene, rechteckige Bodenfläche 12. An diese Bodenfläche 12 schließt sich in der x-z-Ebene eine linke Seitenfläche 14 und dieser gegenüberliegend eine rechte Seitenfläche 16 an. An den beiden anderen gegenüberliegenden Rändern der Bodenfläche 12 schließt sich eine vordere Stirnfläche 18 sowie eine hintere Stirnfläche 20 an, die in der y-z-Ebene liegen und die linken und rechten Seitenflächen 14, 16 miteinander verbinden. Von der hinteren Stirnfläche 20 kragen zwei stabförmige Glieder 24, 26 aus. Diese Glieder 24, 26 haben eine im wesentlichen kreiszylinderförmige Gestalt. Die Längsachse 28 des stabförmigen Glieds 24 und die Längsachse 30 des stabförmigen Gliedes 26 liegen im parallelen Abstand zueinander in der x-z-Ebene. Beide stabförmigen Glieder 24, weisen in z-Richtung eine Durchbohrung 32 auf. Der Durchmesser dieser Durchbohrung ist in beiden stabförmigen Gliedern 24, 26 der gleiche. Die Bohrungslängsachsen der beiden

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Durchbohrungen 32 fallen in z-Richtung ineinander. Jedes der stabförmigen Glieder 24, 26 weist noch eine weitere Durchbohrung 34 auf, deren Bohrungsachse in y-Richtung verläuft.

Die der Bodenfläche 12 gegenüberliegende Oberfläche des Verbindungselementes 10 ist in der x-z-Ebene gezackt ausgebildet. Diese Zacken bestehen im wesentlichen aus einem ersten 40, zweiten 42 und dritten Wandabschnitt 44. Der <&.»ste Wandabschnitt schließt sich mit seinem oberen linken Ende an der rechten Grundfläche des oberen stabförmigen Gliedes 24 an. Der erste Wandabschnitt 40 bildet dabei mit der Oberfläche des stabförmigen Gliedes 24 eine Stoßkante 46. Der erste Wandabschnitt 40 ist in der x-y-Richtung gewölbt ausgebildet, so daß die Stoßkante 46 eine elliptische Form besitzt. Der erste Wandabschnitt 40 läuft in Fig. 1 von links oben nach schräg rechts unten in Richtung auf die Bodenfläche 12. Das untere Ende des ersten Wandabschnittes 40 grenzt an den zweiten Wandabschnitt 42 an. Dieser zweite Wandabschnitt 42 ist eben ausgebildet und erstreckt sich von links unten, wo er an dem ersten Wandabschnitt 40 anstößt, nach rechts oben. Sein dortiger Kulminationspunkt 48 besitzt einen kleineren Abstand zur Bodenfläche 12 als der Endbereich des ersten Wandabschnittes 40, der an das stabförmige Glied 24 anstößt. In dem Kulminationspunkt 48 stößt der zweite Wandabschnitt 42 mit dem dritten Wandabschnitt 44 zusammen. Dieser dritte Wandabschnitt 44 erstreckt sich von dem Kulminationspunkt 48 aus nach schräg rechts unten in Richtung auf die Bodenfläche 12 zu. Dieser dritte Wandabschnitt 44 weist in der x-y-Ebene eine Einwölbung auf. Der Krümmungs- |; radius der Einwölbung von dem dritten Wandabschnitt 44 ent- ; spricht dem Krümmungsradius der Auswölbung des ersten Wandabschnittes 40. Am rechten unteren Ende des dritten Wandab- ; schnittes 44 schließt sich ein vierter Wandabschnitt 50 an, f der in x-Richtung verläuft und auf der vorderen Stirnfläche 18 A endet. Der vierte Wandabschnitt 50 besitzt eine zylinder- :;^:\

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förmige Einwölbung. Die dadurch ausgebildete muldenförmige Oberfläche des vierten Wandabschnittes 50 ist so ausgeformt, daß ein stabförmiges Glied 24 sich vollflächig in dem viarten Wandabschnitt anlegen kann.

Der Stoßbereich zwischen dem ersten Wandabschnitt 40 und dem zweiten Wandabschnitt 42 besitzt eine erste Ausrundung 52 und der Stoßbereich zwischen dem zweiten Wandabsch.nitt 42 und dem dritten Wandabschnitt 44 besitzt eine zweite Ausrundung 54. Der Rundungsradius für die erste Ausrundung 52 ist geringfügig kleiner als der für die zweite Ausrundung

Der erste Wandabschnitt 40 und der dritte Wandabschnitt 44 verlaufen in parallelen Ebenen. Die Längserstreckung der beiden Wandabschnitte 40 und 44 in der x-z-Ebene ist gleich groß.

Von der Bodenfläche 12 aus erstreckt sich eine Bohrung 54 durch das Verbindungselement 10 hindurch. Ihre Bohrungsachse 56 verläuft in z-Richtung und stößt mittig durch den zweiten Wandabschnitt 42 hindurch. Im Bereich der Bodenfläche 12 besitzt diese Bohrung 54 eine zyl inderf örir.ige Bohrungserweiterung 58.

Die Verwendung des Verbindungselementes 10 wird aus der Darstellung in Fig. 2 ersichtlich.

An einer linken Seitenfläche 62 sowie einer rechten Seitenfläche 64 einer Stütze ist jeweils ein Verbindungselement 10 angebracht. Die Verbindungselemente 10 sind dabei mittels ihrer stabförmigen Glieder in nicht dargestellten, entsprechend großen Bohrungen eingesetzt. Die stabförmigen Glieder sind dabei mit der Stütze verleimt. Die Bodenfläche 12 jedes der Verbindungselemente 10 zeigt nach unten.

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Der in Fio. 2 im rechten Teil dargestellte Riegel 66 besitzt einen rechteckförmigen Querschnitt. Sein linker Endbereich ι ist teilweise ausgeklinkt, so daß der Riegel 66 in diesem

ausgeklinkten Bereich 68 nur noch einen seitlichen Stegteil besitzt. Von der Stirnseite 72 des ausgeklinkten Bereiches aus ist ein Verbindungselement 10 mit seinen stabförmigen Gliedern 24, 26 in den Riegel 66 eingesetzt. Die Bodenflä-' ehe 12 des Verbindungselementes 10 zeigt dabei nach oben, so

' daß das obere stabförmige Glied 24 entsprechend der Darstel-

lung in Fig. 1 hier das untere Glied ist. Die vrrdere Stirnfläche 18 des Verbindungselementes 10 schließt bündig mit der Stirnseite 74 ües seitlichen Stegteiles 70 ab. Die Bo- \ denfläche 12 liegt dabei bündig mit der Oberseite des Riegels 66.
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Das Verbindungselement des Riegels 66 läßt sich nun auf das an der Stütze angebrachte Verbindungselement aufsetzen. Die Stirnseite 74 des seitlichen Stegteils liegt dabei dicht an der rechten Seitenfläche 64 der Stütze an. Das gleiche gilt auch für die vordere Stirnfläche des in dem Riegel 66 befe-ί stigten Verbindungselementes, das ebenfalls an dieser rechten Seitenfläche 64 anliegt. Weiterhin liegt der konkav gewölbte dritte Wandabschnitt des im Riegel 66 befestigten ) Verbindungselementes an dem konvex gewölbten ersten Wandabschnittes in der Stütze befestigten Verbindungselementes

vollflächig an. Das gleiche gilt auch für die beiden zweiten Wandabschnitte der beiden Verbindungselemente. In gleicher Weise liegt auch der erste Wandabschnitt des in dem Riegel befestigten Verbindungselementes an dem dritten Wandabschnitt des in der Stütze befestigten Verbindungselementes vollflächig an. Der vierte Wandabschnitt des im Riegel 66 befestigten Verbindungselementes liegt weiterhin auf dem aus der , Stütze herausschauenden, zylindrische!) Oberflächenteil des

stabförmigen Gliedes 24 auf. Umgekehrt liegt dieser zylindrische Teil des in dem Riegel befestigten Verbindungsele-

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mentes auf dem vierten Wandabschnitt des an der Stütze befestigten Verbindungselementes auf. Durch die konkav und konvex gewölbten dritten und ersten Wandabschnitte erhalten die Verbindungselemente eine Stabilität in seitlicher Richtung; es wird dadurch verhindert, daß der Riegel 66 von dem an der Stütze befestigten Verbindungselements seitlich herunterrutschen kann. Der in Fig. 2 im linken Teil dargestellte weitere Riegel 80 besitzt ein Verbindungselement 10, das in gleicher Weise wie beim Riegel 66 in denselben eingesetzt ist. Im ünterschied zum Riegel 66 ist beim Riegel 80 der ausgeklinkte Bereich nur so groß, daß das Verbindungselement in dem Riegel Platz findet. Der Riegel 80 kann mit Hilfe des in ihm angebrachten Verbindungselementes in gleicher Weise auf das an der linken Seitenfläche 62 der Stütze angebrachte Verbindungseiements aufgesetzt werden, wie es mit dem Riegel 66 erfolgen könnte; die ersten, zweiten un<J dritter, Wandabschnitte der an der Stütze und im Riegel 80 angebrachten Verbindungselemente kommen in entsprechende vollflächige Anlage miteinander.

Sobald ein Riegel mit seinem an ihm angebrachten Verbindungselement auf ein an der Stütze befestigtes Verbindungselement aufgesetzt ist, kann durch die Bohrung 54 der beiden Verbindungselemente ein Gewindestab durchgeführt werden. Durch Aufdrehen von Schrauben jeweils im Bereich der Bohrungserweiterung 58 der beiden Verbindungselemente können dieselben miteinander kraftschlüssig verbunden werden. Der Riegel kann dadurch nicht mehr von dem an der Stütze angebrachten VerDindungsgelement heruntergehoben werden.

Sofern erforderlich, kann ein Verbindungselement statt mit zwei auch mit weniger oder mehr stabförmigen Gliedern ausgestattet werden, je nachdem, was für Anforderungen in konstruktiver und statischer Hinsicht an ein derartiges Verbindungselement gestellt werden.

Claims (8)

REiM-001 12. APR. - 1 ANSPRÜCHE

1. Verbindungselement als Bestandteil einer Stoßverbindung von stabförmigen Bauteilen im Holzbau, mit einem ersten Körperteil, der in einem der Bauteile verankert wird, und mit einem zweiten Körperteil, der zur Lastaufnahme vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß

- der erste Körperteil (24, 26) aus mindestens einem stabförmigen Glied besteht,

- der zweite Körperteil einen zur Lastaufnahme ausgebildeten Oberflächenbereich besitzt, der zumindest drei aufeinander folgende Wandabschnitte (40, 42, 44) aufweist, wobei

-- der mittlere, zweite (42) der drei Wandabschnitte mit seinem einen Ende an dem einen, ersten Wandabsv-hnitt (40) und mit seinem dem einen Ende gegenüberliegenden anderen Ende an dem anderen, dritten Wandabschnitt (44) anstößt, und -- der erste (40) und zweite Wandabschnitt (42) miteinander einen Winkel (<*) und der zweite (42) und dritte Wandabschnitt (44) miteinander einen Winkel (p) einschließen, wobei der Winkel (<*) zwischen M 0° und 90° groß ist und der Winkel (p) gleich der

Differenz zwischen 180° und dem Winkel («) ist.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßbereich zwischen dem ersten (40) und zweiten Wandabschnitt (42) mit einer er-

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3. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Wandabschnitt (40) eine Auswölbung und der dritte Wandabschnitt (44) eine Einwölbung besitzen, wobei die Krümmungsmaße der Auswölbung gleich den Krümmungsmaßen der Einwölbung sind.

4. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das stabförmige Glied (24, 26) ein Zylinder ist.

5. Verbindungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dc.s zweite Bauteil eine Durchbohrung (54) aufweist, die zumindest durch einen der Wandabschnitte (40, 42, 44) hindurchgeführt ist.

6. Verbindungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Wandabschnitt gegenüberliegende Bohrungsmündung eine zylindrische Aufweitung (58) besitzt.

7. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß quer durch das stabförmige Glied (24, 26) zumindest eine Bohrung (32, 34) hindurchgeführt ist.

8. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder zweite Körperteil aus Gußeisen hergestellt sind.