EP0388507B1 - Holzbalken und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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EP0388507B1
EP0388507B1 EP89112260A EP89112260A EP0388507B1 EP 0388507 B1 EP0388507 B1 EP 0388507B1 EP 89112260 A EP89112260 A EP 89112260A EP 89112260 A EP89112260 A EP 89112260A EP 0388507 B1 EP0388507 B1 EP 0388507B1
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wooden
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Berthold Fries
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/12—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of wood, e.g. with reinforcements, with tensioning members
    • E04C3/14—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of wood, e.g. with reinforcements, with tensioning members with substantially solid, i.e. unapertured, web
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27M—WORKING OF WOOD NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES B27B - B27L; MANUFACTURE OF SPECIFIC WOODEN ARTICLES
    • B27M3/00—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles
    • B27M3/0013—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles of composite or compound articles
    • B27M3/0026—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles of composite or compound articles characterised by oblong elements connected laterally
    • B27M3/0053—Manufacture or reconditioning of specific semi-finished or finished articles of composite or compound articles characterised by oblong elements connected laterally using glue

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a wooden beam according to the preamble of claim 1.
  • the individual elements are each produced with a similar cross-section, with a relatively large amount of waste occurring in the round wood sections serving as the starting material. If, in the prior art, the individual elements made from round timber sections have a non-constant cross-section, the cross-section of the finished wooden beam also tapers, so that, in order to obtain parallel shapes, it must subsequently be divided into individual pieces and processed.
  • the invention has for its object to provide a method for producing a wooden beam according to the preamble of claim 1, in which the waste or material loss can be minimized to produce a wooden beam with a constant cross-section.
  • the wooden beam produced with the method according to the invention is distinguished by a number of considerable advantages.
  • the individual element is shaped like a truncated pyramid, it is possible to use the naturally existing conicity of a log section without a reduction to a constant cross-sectional area of the starting material being necessary before its further processing.
  • the amount of residual material obtained during processing can thus be considerably reduced, since the individual elements can be put together to form a wooden beam, the cross section of which, by suitable turning or appropriate assignment to one another Length is constant, and which corresponds approximately to the average diameter of the log section used.
  • the truncated pyramid-like parts represent the areas of the individual elements which are in contact with one another, intimate contact of the individual individual elements is ensured, as a result of which a high degree of strength can be achieved.
  • the side of the individual element facing the cavity is preferably frustoconical, while the edge regions of the individual element which adjoin an adjacent individual element are truncated pyramid-like.
  • the individual elements are each given an inclined angle with respect to the truncated pyramid-like areas.
  • the individual element is provided with at least one slit on the side facing the cavity, this favors the course of tension in the event of fluctuations in wood moisture.
  • the individual pieces can also have outer surfaces of different widths, for example to arrange the central cavity off-center, so that further machining operations, for example notches, recesses or the like, can be provided on one of the sides of the wooden beam.
  • the edge regions of the individual element with which it is in contact with an adjacent individual element are structured.
  • the structuring can be carried out in the form of a tongue and groove configuration, or in a similar manner, in order to ensure a stronger connection between the individual individual elements.
  • add-on parts can be provided on the wooden beam, for example additional boards, facings or the like, and it is also provided that a high support is formed by several wooden beams connected to one another.
  • the method according to the invention is simple in relation to the usual methods for cutting open a log section, few work steps are required and there is particularly little waste or residual material.
  • the log section can be subdivided into individual elements by sawing, knives or milling.
  • a first processing step two individual elements are initially aligned with one another and machined in the form of a truncated pyramid at their edge regions - and that the individual elements are then connected in pairs, and that in a second processing step the two pairs of individual elements on their edges are truncated pyramid-shaped and connected to the wooden beams.
  • This procedure essentially allows to divide round, conical base material into the four individual elements by separating cuts, without having to carry out any work on the circumference of the base material.
  • FIG. 7 shows an end view and a side view of the finished wooden beam 14, from which both the essentially central cavity 5 can be seen and the one that is mutually turned Assignment of the individual elements 1-4.
  • the individual elements 1-4 are each connected to one another in the area of the edge regions 8, for example by gluing, nailing or the like.
  • a measurement of the output beam 15 is advantageous. It is possible, starting from the mean diameter of the starting section 15, to determine the maximum possible cross section of the finished wooden beam 14 and to determine the corresponding bevels of the frustum-like edge region 8.
  • FIGS. 2 and 3 each show end views of an output section 15 already divided into individual elements 1-4, in which one or more core planks or middle pieces 13 have been cut out. These can be used separately.
  • Fig. 4 the assignment of two individual elements 1 and 2 is shown in the front view, which are each provided with longitudinal slots 9, which prevent wood tension, and thus a distortion of the individual elements.
  • Fig. 5 shows cross-sectional views of wooden beams, e.g. similar to log building. It is possible to profile the wooden beam, for example to create corresponding optical effects, or to seal one another.
  • FIG. 6 An embodiment is shown in FIG. 6, in which the front ends of the wooden beams 14 are each closed by means of an aperture 10 in order to seal the cavity 5 both optically and technically.
  • the aperture 10 can be put on or inserted.
  • FIG. 7 shows that the individual elements 1-4 have different side lengths can have, so that the cavity 5 is arranged off-center by a certain amount. In this way, recesses 17 or notches 16 can be worked out.
  • the respective edge areas 8 of the individual elements 1-4 have different widths 18, 19.
  • FIG. 9 shows the possibility of connecting additional attachments, for example boards or beams, to the wooden beam 14 according to the invention in order to increase its strength and / or cross section.
  • Fig. 10 shows a composite of four half-wood-like individual pieces (21) with additional attachments.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Holzbalkens nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Aus der SE-A-115 667 ist bekannt, Holzbalken in Verbundbauweise herzustellen, wobei die Holzbalken oder Leimkonstruktionen einen zentrischen Hohlraum aufweisen. Hierbei wird der Stamm an vier gegenüberliegenden Flächen bearbeitet und dann geviertelt. Die geviertelten Stämme werden dann um ihre jeweilige Längsachse gedreht und wieder miteinander verleimt. Durch diese Verfahrensweise ist es nur möglich, Verbundholzbalken mit quadratischem Querschnitt herzustellen.
  • Bei den bekannten Holzbalken werden die Einzelelemente jeweils mit einem gleichartigen Querschnitt hergestellt, wobei hierfür ein relativ großer Verschnitt bei den als Ausgangsmaterial dienenden Rundholzabschnitten auftritt. Sofern im Stand der Technik die aus Rundholzabschnitten gefertigten Einzelelemente einen nicht gleichbleibenden Querschnitt aufweisen, verjüngt sich folglich auch der Querschnitt des fertigen Holzbalkens, so daß dieser, zur Erlangung paralleler Formen, nachfolgend noch in Einzelstücke unterteilt und bearbeitet werden muß.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Holzbalkens nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, bei welchem zur Erzeugung eines Holzbalkens mit einem gleichbleibenden Querschnitt der Verschnitt bzw. Materialverlust minimiert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
  • Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Holzbalken zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus. Da das Einzelelement pyramidenstumpfartig ausgeformt ist, ist es möglich, die natürlicherweise vorhandene Konizität eines Rundholzabschnittes zu verwenden, ohne daß eine Reduzierung auf eine gleichbleibende Querschnittsfläche des Ausgangsmaterials vor dessen Weiterverarbeitung erforderlich wäre. Die Menge des bei der Verarbeitung anfallenden Restmaterials kann somit erheblich reduziert werden, da die Einzelemente durch geeignetes Wenden oder entsprechendes Zuordnen zueinander zu einem Holzbalken zusammengesetzt werden können, dessen Querschnitt über seine Länge gleichbleibend ist, und welcher in etwa dem mittleren Durchmesser des verwendeten Rundholzabschnittes entspricht. Da die pyramidenstumpf artigen Teile die Bereiche der Einzelelemente darstellen, welche gegeneinander in Anlage sind, ist eine innige Anlage der einzelnen Einzelelemente gewährleistet, wodurch ein hohes Maß an Festigkeit erzielbar ist.
  • Vorteilhaft werden vier Einzelelemente zu einem Holzbalken zusammengefügt werden. Diese Form weist den Vorteil auf, daß die vier Einzelelemente durch ihre jeweils zwei zueinander senkrechten Außenflächen die vier Ecken des quadratischen oder rechteckigen Hohlbalkens bilden.
  • Die zum Hohlraum weisende Seite des Einzelelements ist bevorzugterweise kegelstumpfartig, während die Randbereiche des Einzelelements, welche an ein benachbartes Einzelelement angrenzen, pyramidenstumpfartig ausgebildet sind. Erfindungsgemäß ist es möglich, rohe und konische (abholzige), aber vorzugsweise entrindete, Rundholzabschnitte oder Stämme zu entsprechenden Balken zu verarbeiten. Es ist lediglich nötig, die Randbereiche, welche zur Anlage des jeweils benachbarten Einzelelementes dienen sollen, pyramidenstumpfartig zu bearbeiten. Da diese Bereiche jedoch, bezogen auf den Gesamtumfang des runden Ausgangsmaterials, eine sehr geringe Fläche ausmachen, kann ein erheblicher Einsparungseffekt erreicht werden. Es ist möglich, das Ausgangsmaterial zu einem hohen Prozentsatz zu nutzen.
  • Um eine gleichbleibende Querschnittsfläche des Holzbalkens über dessen Länge sicherzustellen, und um eine saubere Verbindung der einzelnen Einzelelemente zu gewährleisten, erhalten die Einzelelemente jeweils, bezogen auf die pyramidenstumpfartigen Bereiche, angepaßte Schrägungswinkel.
  • In einer weiteren, besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Einzelelement an der zum Hohlraum weisenden Seite mit zumindest einer Schlitzung versehen ist, diese begünstigt den Spannungsverlauf bei Holzfeuchteschwankungen.
  • Bei Holzbalken, welche stirnseitig sichtbar sind, ist es günstig, diese an der Stirnseite mit einer Blende zu versehen, welche aufgesetzt oder eingesetzt sein kann.
  • Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, den Holzbalken an seiner Oberfläche zu profilieren oder in sonstiger Weise zu bearbeiten, so wie dies bei Vollmaterial-Holzbalken üblich ist.
  • In Abhängigkeit von dem gewünschten Querschnitt des fertigen Holzbalkens können die Einzelstücke auch unterschiedlich breite Außenflächen aufweisen, um beispielsweise den zentrischen Hohlraum außermittig anzuordnen, so daß an einer der Seiten des Holzbalkens weitere Bearbeitungen, beispielsweise Einkerbungen, Ausnehmungen o.ä., vorgesehen werden können.
  • In einer besonders günstigen Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Randbereiche des Einzelelements, mit denen dieses mit einem benachbarten Einzelelement in Kontakt ist, strukturiert ausgebildet sind. Die Strukturierung kann in Form einer Nut-Federausgestaltung, oder in ähnlicher Weise, vorgenommen werden, um eine festere Verbindung zwischen den einzelnen Einzelelementen zu gewährfeisten.
  • Zusätzlich zu den Einzelelementen können an dem Holzbalken Anbauteile vorgesehen sein, beispielsweise zusätzliche Bretter, Verblendungen o.ä., und es ist auch vorgesehen, durch mehrere miteinander verbundene Holzbalken einen hohen Träger zu bilden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist, bezogen auf die üblichen Verfahren zum Aufschneiden eines Rundholzabschnittes, einfach ausgebildet, es sind wenige Arbeitsschritte erforderlich und es fällt besonders wenig Verschnitt- oder Restmaterial an. Die Unterteilung des Rundholzabschnittes in die Einzelelemente kann durch Sägen, Messer oder Fräsen erfolgen.
  • Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, die Einzelelemente für einen Holzbalken aus verschiedenen Ausgangsabschnitten herzustellen, um beispielsweise unterschiedliche Konizitäten oder Krümmungen des Rundholzabschnittes berücksichtigen zu können.
  • In einer vorteilhatten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß in einem ersten Bearbeitungsschritt zunächst je zwei Einzelelemente zueinander ausgerichtet und in einem Bearbeitungsgang an ihren Randbereichen pyramidenstumpfförmig bearbeitet - und daß danach die Einzelelemente jeweils paarweise miteinander verbunden werden, und daß in einem zweiten Bearbeitungsschritt die beiden Paare von Einzelelementen an ihren Randbe reichen pyramidenstumpfförmig bearbeitet und zu dem Holzbalken miteinander verbunden werden. Diese Vorgehensweise gestattet es, im wesentlichen runde, konische Ausgangsmaterial zunächst durch Trennschnitte in die vier Einzelelemente zu unterteilen, ohne daß am Umfang des Ausgangsmaterials Arbeiten durchzuführen wären. Nach der Wendung zugehöriger Einzelelemente und deren Ausrichtung ist es nunmehr möglich, in einem Bearbeitungsgang, beispielsweise mittels eines breiteren Fräswerkzeugs o.ä., gleichzeitig die verbindenden Randbereiche der beiden Einzelelemente so zu bearbeiten, so daß diese insbesondere den gleichen Schrägungswinkel aufweisen. Zusätzlich ist es möglich, durch die Arbeitsbreite des Werkzeuges maßgenau die spätere Abmessung des Holzbalkens festzulegen, In analoger Weise erfolgt die nachfolgende gleichzeitige Bearbeitung der beiden Paare von Einzelelementen.
  • Alternativ dazu ist es erfindungsgemäß auch möglich, die Außenkontur des Rundholzabschnittes vor dem Trennen oder im Zuge der Trennung pyramidenstumpfförmig zu bearbeiten, oder die Halbhölzer vor (oder im Zuge) der Viertelung pyramidenstumpfartig zu profilieren..
  • Um erfindungsgemäß unterschiedliche Neigungswinkel des Ausgangsmaterials, d.h. der runden - kegelstumpfförmigen Rundhölzer, berücksichtigen bzw. nutzen zu können, ist es günstig, wenn der Rundholzabschnitt, oder die getrennten Einzelstücke, zur Bestimmung des Winkels des Pyramidenstumpfs, und/oder zur Ermittlung der Bearbeitung der Ränder, vermessen werden.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    eine Stirnansicht sowie eine Seitenansicht eines halbholzförmigen Einzelstückes, das pyramidenförmig profiliert und zu Viertelstücken getrennt ist.
    Fig. 2
    eine Stirnansicht eines Ausgangsabschnittes, nach Unterteilung in Einzelelemente und eines Mittelstückes.
    Fig. 3
    eine stirnseitige Ansicht, ähnlich Fig. IV, bei welcher aus dem Ausgangsabschnitt mehrere Kernbohlen ausgeschnitten wurden,
    Fig. 4
    eine stirnseitige Ansicht zweier zugeordneter Einzelelemente mit jeweils einer Längsschlitzung,
    Fig. 5
    stirnseitige Ansicht eines erfindungsgemäßen Holzbalkens, welcher aus einer größeren Anzahl von Einzelelementen zusammengesetzt ist und an einer Fläche eine Außenstrukturierung aufweist,
    Fig. 6
    eine Seitenansicht zweier Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Holzbalkens mit stirnseitigen Blenden,
    Fig. 7
    eine Stirnansicht und eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Holzbalkens, welcher über die Länge unterschiedliche Querschnittsstrukturierungen aufweist,
    Fig. 8
    eine Stirnansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Holzbalkens,
    Fig. 9
    Stirnansichten weiterer Ausführungsbeispiele des erfindungsgernäßen Holzbalkens mit aufgesetzten Anbauteilen,
    Fig. 10
    Stirnansicht eines erfindungsgemäßen Holzbalkens mit u.a. vier halbholzähnlichen Einzelstücken,
    Die Fig. 1 zeigt im oberen Bereich eine Stirnansicht sowie im unteren Teil eine Seitenansicht eines konischen Rundholzabschnittes, welcher unterschiedliche Durchmesser am Stockbereich und am Zopfbereich aufweist. Die Fig. 1 zeigt das Ausgangsmaterial, nachdem jeweils die Kernbohle 13 und die Randbereiche 8 durch rechtwinklig zueinander erfolgte Längsschnitte geteilt und somit Einzelelemente 1-4, 13 gebildet wurden
  • Die Fig. 7 zeigt eine stirnseitige Ansicht sowie eine Seitenansicht des fertiggestellten Holzbalkens 14, aus welcher sowohl der im wesentlichen zentrische Hohlraum 5 zu ersehen ist, als auch die jeweils wechselseitig gewendete Zuordnung der Einzelelemente 1-4. Die Einzelelemente 1-4 sind jeweils im Bereich der Randbereiche 8 miteinander verbunden, beispielsweise durch Verleimen, Nageln o.ä.
  • Um die Unterteilung in die Einzelelemente 1-4 und deren Zuordnung zu einem Holzbalken 14 gleichbleibenden Querschnitts vornehmen zu können, ist eine Vermessung des Ausgangsbalkens 15 vorteilhaft. Es ist möglich, ausgehend von dem mittleren Durchmesser des Ausgangsabschnittes 15, den maximal möglichen Querschnitt des fertigen Holzbalkens 14 zu bestimmen und die dementsprechend jeweiligen Abschrägungen des pyramidenstumpfartigen Randbereichs 8 festzulegen.
  • Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils Stirnansichten eines bereits in Einzelelemente 1-4 unterteilten Ausgangsabschnittes 15, bei welchem eine oder mehrere Kernbohlen oder Mittelstücke 13 ausgeschnitten wurden. Diese können einer separaten Verwendung zugeführt werden.
  • In Fig. 4 ist in der stirnseitigen Ansicht die Zuordnung zweier Einzelelemente 1 und 2 dargestellt, welche jeweils mit Längsschlitzungen 9 versehen sind, welche Holzspannungen, und damit einem Verzug der Einzelelemente, vorbeugen.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, beliebige Variationen zu den in den Fig. 2 und 3 gezeigten Anordnungen auszubilden.
  • Die Fig. 5 zeigt Querschnittsansichten von Holzbalken, z.B. ähnlich des Blockhausbaues. Es ist hierbei möglich, den Holzbalken zu profilieren, beispielsweise um entsprechende optische Effekte hervorzurufen, oder gegenseitig abzudichten.
  • In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem die stirnseitigen Enden der Holzbalken 14 jeweils mittels einer Blende 10 verschlossen sind, um den Hohlraum 5 sowohl optisch als auch in technischer Hinsicht abzudichten. Die Blende 10 kann aufgesetzt oder eingesetzt sein.
  • Das in Fig. 7 gezeigte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Holzbalkens zeigt, daß die Einzelelemente 1-4 unterschiedliche Seitenlängen aufweisen können, so daß der Hohlraum 5 um einen bestimmten Betrag außermittig angeordnet ist. Es können hierdurch Ausnehmungen 17 oder Einkerbungen 16 ausgearbeitet werden. Die jeweiligen Randbereiche 8 der Einzelelemente 1-4 weisen dabei unterschiedliche Breiten 18, 19 auf.
  • In Fig. 8 sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt, die Einzelelemente 1-4 an ihren Randbereichen 8 zu profilieren, beispielsweise durch Abstufungen. Nut- und Federausbildungen, durch das Einlegen einer separaten Nut o.ä., um eine Verbindung zwischen den Einzelelementen 1-4 zu verbessern.
  • Die Fig. 9 zeigt die Möglichkeit, zusätzliche Anbauteile, beispielsweise Bretter oder Balken mit dem erfindungsgemäßen Holzbalken 14 zu verbinden, um dessen Festigkeit und/oder Querschnitt zu vergrößern.
  • Die Fig. 10 zeigt einen Verbund aus vier halbholzähnlichen Einzelstücken (21) mit zusätzlichen Anbauteilen.
  • Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, es ergeben sich für den Fachmann vielmehr vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten nach dem Grundprinzip, wobei jeweils Außenbereiche des Rundholzabschnittes den kernlosen Innenbereich des erfindungsgemäßen Verbundbalkens, bei Ausbeutenutzung des konischen Rundholzverlaufes bilden.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Holzbalkens in Verbundbauweise, welcher aus mehreren, sich in Längsrichtung des Holzbalkens (14) erstreckenden, miteinander verbundenen, einen Hohlraum (5) umschließenden pyramidenstumpfartigen Einzelelementen (1-4) zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Einzelelemente (1-4) des zu fertigenden Holzbalkens (14) zunächst aus jedem konischen Rundholzabschnitt (15) eine Kernbohle oder ein Mittelstück (13) herausgeschnitten wird, daß jedes der beiden danach anfallenden Stammaußensegmente an drei voneinander getrennten Außenseiten pyramidenstumpfförmig mit paarweise gleichem Schrägungswinkel bearbeitet werden und anschließend die Stammaußensegmente senkrecht zur Schnittfläche für die Kernbohle getrennt werden, und daß dann jeweils vier ausgewählte Einzelelemente (1-4) entsprechend paarweise längsachsen- und querschnittsgewendet zu einem Holzbalken (14) zusammengeleimt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelemente (1-4) für einen Holzbalken (14) aus verschiedenen Rundholzabschnitten (15) hergestellt werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Holzbalken (14) oberflächenprofiliert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einzelelement (1-4) an der zum Hohlraum (5) weisenden Seite mit zumindest einer Schlitzung (9) versehen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Holzbalken (14) stirnseitig mit einer Blende (10) versehen wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Einzelelementen (1- 4) Anbauteile (11) mit dem Holzbalken (14) verbunden werden.
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