EP0462597A1 - Konstruktionselement mit einem Holz- und einem Kunststoffteil - Google Patents

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EP0462597A1
EP0462597A1 EP91110081A EP91110081A EP0462597A1 EP 0462597 A1 EP0462597 A1 EP 0462597A1 EP 91110081 A EP91110081 A EP 91110081A EP 91110081 A EP91110081 A EP 91110081A EP 0462597 A1 EP0462597 A1 EP 0462597A1
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plastic
construction element
recess
wood
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    • E04G2023/0251—Increasing or restoring the load-bearing capacity of building construction elements by using fiber reinforced plastic elements

Definitions

  • the invention relates to a construction element with a wooden and a plastic part.
  • a construction element made of a wooden stick which is provided with prongs on one end face, hereinafter referred to as prong. Bores are arranged between the tines, going beyond the depth of the tines, penetrating into the depth of the wooden part of the element, for receiving reinforcing bars, which are necessary for establishing a secure connection between the plastic part and the wooden part of this element.
  • the wooden stick can consist of a long wood or of long wood glued together.
  • the individual tines of the tine can be pyramid-shaped.
  • the reinforcements freely protruding from the plastic part of the structural element serve for connection to other components, for example to concrete foundations.
  • the construction element known in this respect has proven itself to a limited extent, but can be improved both with regard to its usability outdoors, and for reasons of increasing the static load-bearing capacity, as well as for reasons of the durability of the stability and for reasons of simplifying the production process.
  • the aim of the invention is to create a more stable construction element with a wooden and a plastic part. An improved anchorage between wood and plastic should be guaranteed.
  • a construction element with a wooden and a plastic part, in which the wooden part has on at least one side at least one recess into which the plastic part is cast, the at least one recess penetrating so deep into the wooden part that a self-supporting Connection between plastic and wood is created (claim 1).
  • the special idea of the invention is to create a self-supporting, stable wood-plastic connection.
  • the "self-support” of the connection is achieved by a sufficiently large depth of penetration of the recess - or of the plastic - into the wooden part.
  • the wood becomes in the course of the long transition area from wood to plastic, in that the proportion of the wood volume decreases slowly and gently and continuously, while the volume proportion of the plastic increases in the same way and thus a smooth transition from wood to plastic is guaranteed, so to speak a low-tension transition from one of the different working materials to the other.
  • the end grain / end grain is therefore simultaneously protected against the absorption of moisture, other weather influences, road salt broth and pest infestation, since each individual fiber and capillary is individually packed and firmly bound.
  • Both the immobilization of the wood and the stability and strength of the transition from the wood to the plastic part can be regulated and adjusted to the respective strength requirements and the type of wood to be used by varying the shape and depth of the recess.
  • Larch works e.g. extremely strong and requires particularly deep recesses. Less deep recesses are sufficient for spruce. Glued wood behaves "benevolently" than solid, non-glued wood. Glued wood or glulam therefore requires less deep recesses.
  • a particularly firm connection is achieved in that the recess tapers in the direction of penetration (claim 2), in particular if the course of penetration of the recess extends predominantly at a more or less acute angle to the wood fiber.
  • the diagonally cut fibers and capillaries offer the plastic optimal conditions for both cohesive and adhesive, stable connection with the wooden part.
  • the recess preferably tapers very gently, so to speak gently.
  • the recess can be roof-like, triangular, with concave wall surfaces or a combination thereof. This creates a smooth transition between the different materials achieved without additional reinforcements in the holes of the wooden part.
  • the recess is particularly preferably formed by intersecting incisions (claim 3). Such a recess is easy to produce on the one hand and on the other hand further optimizes the strength of the connection. However, a roof-like recess in one direction may already be sufficient, in particular if lower strength requirements are required.
  • the construction element can be connected particularly easily and well to other construction parts.
  • the wooden part is designed as a columnar wooden stick and the recess is deeper than the greatest width of the wooden stick, in particular approximately equal to twice the wooden stick width (claim 5).
  • a construction element in the form of a wooden stick is a common, universally usable component. It is advisable that the recess tapers like a roof, in particular in such a way that its ridge runs parallel to a longitudinal side of a wooden stick (claim 6). Functionality and simple manufacturability are further perfected. A ridge provides a functional, clean finish to the recess.
  • a plastic part that can be used preferably consists of a two-component reaction resin that penetrates into the texture of the wooden part in the liquid phase. This makes the connection extremely resilient and the construction element remains stable in the long term (claim 7). This effect reinforces the immobilization of the wood.
  • An area of pure wood is followed by a transition area in which plastic and wood interlock mix. The proportion of wood decreases almost continuously towards the plastic section until an area of pure plastic is reached. The wood is progressively immobilized by this further "gentle" transition.
  • Anchoring elements are guided more securely if the plastic part is designed as a plastic block protruding from the recess (claim 8).
  • the entire end face is preferably covered with plastic, even if the recesses only extend over a part of the end faces. The entire end face is then protected against pest infestation and weather conditions. Toxic wood preservatives are no longer necessary.
  • the anchoring elements protrude from the plastic part for easier connection to other components.
  • the anchoring elements are in particular pin-shaped or spherical (claim 9).
  • As anchoring elements e.g. Rods (e.g. made of glass fiber) are particularly suitable. Ropes, fibers, hooks, articulated connections, etc. can also be used for special requirements. be used.
  • Such anchoring elements are e.g. advantageous for connecting the construction elements to one another.
  • Construction elements according to the invention are available inter alia. preferred for the construction of stable scaffolding structures.
  • Wooden rod-like elements on both sides with plastic connections according to the invention and with anchoring elements can also be used for complicated constructions such as Hall roof scaffolding or the like can be realized.
  • Construction elements with external threaded rods are particularly suitable for this purpose.
  • An additional metal ball with several internal threads as a connecting part enables the construction of star-shaped or "atomium-like" constructions.
  • Repetitions of the recesses can be advantageous in the case of wooden parts of larger cross section, in particular in the case of rectangular cross sections with very different edge lengths.
  • intersecting incisions or simply tapered sections are repeated. Repeated recesses increase the strength.
  • Another object of the invention is to provide a method which allows the construction elements according to the invention to be produced in a simple manner.
  • the aim of the method is achieved in that a wooden stick is provided on the end face with at least one deep, approximately roof-like incision, then the wooden stick is placed in a mold at least with its incised front face and finally the shape and the incisions are made with an adhesive bond with the wood be shed (claim 10).
  • the process is straightforward and does not require much effort.
  • the construction element consists of a wooden rod which is provided on one side with recesses into which a plastic block comprising anchoring elements is cast.
  • the recesses are formed by two roof-like, intersecting incisions on the end face, the anchoring elements and the plastic block extend into the incisions, and matrix-forming fillers are embedded in the plastic block.
  • the roof-like and intersecting incisions not only allow a large-area connection of the plastic block to the wooden stick, but they also enable a particularly favorable transfer of forces and moments between wooden stick and plastic block, because practically all fibers of the wooden stick are largely connected to the plastic block.
  • the incisions should extend in particular over a length of the wooden stick that is greater than the greatest width of the wooden stick.
  • the incisions should preferably extend over a length which corresponds to twice the width of the wooden stick.
  • the ridges of the incisions should extend parallel to the sides of the wooden stick.
  • the anchoring elements can extend into the incisions. There is no need for separate bores on the front side of the wooden rod that accommodate the anchoring elements. For the transmission of forces and moments, it is advantageous if the anchoring elements are arranged in the outer regions of the incisions.
  • the matrix of the fillers stabilizes the plastic and improves the anchoring of the plastic to the wood as well as the anchoring of the anchoring elements in the plastic.
  • the packing should be designed so that they can get caught with each other and thus can also transmit tensile forces.
  • the matrix can consist of packing elements in the form of tetrapods.
  • a preferred method for producing this structural element is characterized in that a wooden rod is provided on the end face with roof-like, intersecting incisions, that the wooden rod is placed at least with its incised end face in a form that anchoring elements reaching into the incisions are inserted into the mold that the mold space and the incisions are filled with matrix-forming moldings and that the mold and the incisions are then cast with plastic.
  • the matrix (or reinforcement) can be adapted to the respective technical and statistical requirements. Appropriate design means hardness or softness, UV stability, as well as adjustable electrical and thermal conductivity.
  • a thermosetting, solvent-free reaction resin or epoxy resin is preferably used as the plastic.
  • the incisions can be made by sawing or milling.
  • the inner surfaces of the incisions can be sandblasted. This also has the advantage that the softer wood components (summer rings) are removed, while the hard wood components (winter rings) remain as ribs or the like and are encapsulated by the plastic.
  • the molding space may be expedient to keep the molding space at a temperature suitable for casting the plastic. This is especially true when two-component reactive resins are used. Hot air can be blown into the mold space to heat and maintain the temperature. If the plastic is then poured into the heated mold space, it is evenly and bubble-free distributed around the packing elements located there. After the plastic has cooled and hardened, the construction element can be removed from the mold. This process has also been successfully carried out using a microwave and the corresponding microwave device.
  • the construction element can be manufactured using customary shapes. It is expedient to use molds, one end of which has guide openings for the anchoring elements, so that the anchoring elements can be introduced into the mold and into the incisions in the longitudinal direction of the wooden stick. This can be done with a lost molding that has guide openings.
  • the wooden bar with recesses can be turned into a U-shape Cardboard are inserted, which has release agents on the inside. One end remains open. This end is closed with a felt plate.
  • the felt plate has holes and possibly other release agents. Through the holes, anchor and anchoring elements such as glass fiber rods, threaded rods, fiber bundles, ropes, profiles or the like can be led into the casting room and poured out.
  • the felt plate reliably closes the encapsulation area even in the case of heat and high viscosity. Instead of this, it is also possible to work with a prefabricated plastic block which has guide openings and which is then part of the plastic block on the finished construction element.
  • the invention can be combined with known devices; e.g. the rods can also be anchored in the wood, although this is not necessary to achieve sufficient strength.
  • a wooden stick 1 In the drawing, the front end of a wooden stick 1 can be seen, which can be in one piece or can consist of several wooden sticks glued together.
  • a Front side 2 of the wooden stick 1 has two intersecting cuts 3, 4, the ridges 5, 6 of which extend parallel to the sides of the wooden stick 1 with a square cross-section.
  • the length of the incisions 3, 4 is approximately twice the width of the wooden stick 1.
  • the wooden stick 1 is placed in a mold 7, the cross section of which corresponds to the cross-sectional shape of the wooden stick 1.
  • the mold 7 is closed at the end facing away from the wooden rod 1 with a lost molded part 8 which has guide openings for anchoring elements 10.
  • the guide openings 9 are arranged such that the anchoring elements 10 introduced thereby can extend in the outer regions of the incisions 3, 4 to close to their ridges 5, 6.
  • the arrangement of the anchoring elements 10 is indicated by dash-dotted lines.
  • the inner surfaces of the incisions 3, 4 are sandblasted or brushed with a steel brush, the softer wooden components (summer rings) being removed and the harder components (winter rings) remaining like ribs.
  • the anchoring elements 10 are inserted into the mold through the guide openings 9 until they extend as far as possible into the incisions 3, 4.
  • fillers 11 are filled into the mold 7, which form a matrix. This matrix is indicated by hatching in FIG. 1.
  • the shape of the filler 11 is in itself arbitrary if it is only suitable to form a matrix which, to a certain extent, can also transmit tensile forces.
  • the filling elements 11 can preferably consist of tetrapods.
  • FIG. 4 shows an anchoring element, the elements of which are designed as flat bars 14.
  • the planes of the flat bars 14 are perpendicular to one another.
  • the flat bars 14 have tapered ends which engage in the incisions 3, 4.
  • the flat bars 14 are combined to form an anchoring part 15, which protrudes beyond the plastic block 12 and is preferably intended for anchoring the construction element in grown or loose soil.
  • the flat bars 14 are united with one another by stiffeners 16 arranged perpendicular to the plane of the flat bars.
  • the anchoring element can be made of metal or fiber-reinforced plastic.
  • Any material can be used for anchoring the part that has a tensile and / or pressure absorption capacity that corresponds to the respective technical and / or static requirements.

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Abstract

Bei einem Konstruktionselement mit einem Holz- und einem Kunststoffteil hat das Holzteil an wenigstens einer Seite wenigstens eine Ausnehmung, in die das Kunststoffteil eingegossen ist. Dabei dringt die wenigstens eine Ausnehmung so tief in das Holzteil ein, daß eine selbsttragende Verbindung zwischen Kunststoff und Holz entsteht. Bei einem Verfahren zum Herstellen dieser Konstruktionselemente wird ein Holzstab (1) stirnseitig mit wenigstens einem tiefen, etwa dachartigen Einschnitt (3, 4) versehen. Sodann wird der Holzstab (1) zumindest mit seiner eingeschnittenen Stirnseite (2) in eine Form (7) gelegt und schließlich die Form (7) und die Einschnitte (3, 4) mit einem eine Haftverbindung mit dem Holz eingehenden Kunststoff vergossen. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Konstruktionselement mit einem Holz- und einem Kunststoffteil.
  • Aus dem DE-GM 89 09 880 ist ein Konstruktionselement aus einem Holzstab bekannt, der an einer Stirnseite mit Zinken versehen ist, nachstehend Zinkung genannt. Zwischen den Zinkungen sind Bohrungen angeordnet, über die Tiefe der Zinkung hinausgehend, in die Tiefe des Holzteiles des Elementes eindringend, zur Aufnahme von Bewehrungsstäben, die erforderlich sind zur Herstellung einer sicheren Verbindung zwischen Kunststoffteil und Holzteil dieses Elementes. Der Holzstab kann aus einem Langholz oder aus miteinander verleimten Langhölzern bestehen. Die einzelnen Zinken der Zinkung können von pyramidiger Gestalt sein. Diese - der üblichen Keilverzinkung zwischen Holz und Holz ähnliche - Verbindung zwischen Kunststoff und Holz ist insbesondere unter freiem Himmel nicht oder nur bedingt geeignet oder anwendbar, da sich das verschiedene Materialverhalten von Holz und Kunststoff im kurzen Übergangsbereich zwischen Holz- und Kunststoffteil nicht ausgleichen läßt oder - genauer gesagt - nicht ausgleicht. Die Holz und Kunststoff verbindenden Bewehrungsstäbe können aus GFK (= Glasfaserkunststoff), Stahl oder anderen Armierungselementen oder -stäben bestehen. Die aus dem Kunststoffteil des Konstruktionselelementes frei herausragenden Bewehrungen dienen zum Anschluß an andere Bauteile, beispielsweise an Betonfundamente.
  • Das insoweit bekannte Konstruktionselement hat sich bedingt bewehrt, ist aber sowohl im Hinblick auf seine Verwendbarkeit im Freien, als auch aus Gründen der Erhöhung der statischen Belastbarkeit, als auch auch aus Gründen der Dauerhaftigkeit der Standfestigkeit, als auch aus Gründen der Vereinfachung des Herstellungsverfahrens verbesserungsfähig.
  • Ziel der Erfindung ist es, ein stabileres Konstruktionselement mit einem Holz- und einem Kunststoffteil zu schaffen. Dabei soll eine verbesserte Verankerung zwischen Holz und Kunststoff gewährleistet sein.
  • Dieses Ziel wird durch ein Konstruktionselement mit einem Holz- und einem Kunststoffteil erreicht, bei welchem das Holzteil an wenigstens einer Seite wenigstens eine Ausnehmung hat, in die das Kunststoffteil eingegossen ist, wobei die wenigstens eine Ausnehmung so tief in das Holzteil eindringt, daß eine selbsttragende Verbindung zwischen Kunststoff und Holz entsteht (Anspruch 1).
  • Die besondere Idee der Erfindung besteht darin, eine selbsttragende, stabile Holz-Kunststoff-Verbindung zu schaffen. Das "Selbsttragen" der Verbindung wird durch eine genügend große Eindringtiefe der Ausnehmung - bzw. des Kunststoffes - in das Holzteil erreicht.
  • Das Holz wird im Verlauf des langen Übergangsbereiches von Holz auf Kunststoff dadurch ruhiggestellt, daß der Anteil des Holzvolumens langsam und sanft-kontinuierlich abnimmt, während der Volumenanteil des Kunststoffes in gleicher Weise zunimmt und damit ein sanfter Übergang gewährleistet ist von Holz auf Kunststoff, gewissermaßen ein spannungsarmer Übergang von einem der verschieden arbeitenden Materialien auf das andere. Das Kopfholz/Hirnholz ist demzufolge gleichzeitig geschützt gegen Aufnahme von Feuchtigkeit, sonstige Witterungseinflüsse, Streusalzbrühe und Schädlingsbefall, da jede einzelne Faser und Kapillare einzeln gepackt und fest gebunden ist.
  • Sowohl das Ruhigstellen des Holzes als auch die Stabilität und Festigkeit des Überganges vom Holz- zum Kunststoffteil sind regulierbar und auf die jeweiligen Festigkeitserfordernisse und die zu verwendende Holzart durch Variationen von Form und Tiefe der Ausnehmung einstellbar.
  • Lärche arbeitet z.B. extrem stark und erfordert besonders tiefe Ausnehmungen. Für Fichte genügen weniger tiefe Ausnehmungen. Leimholz verhält sich "wohlwollender" als massives, unverleimtes Holz. Leimholz bzw. Brettschichtholz benötigt somit weniger tiefe Ausnehmungen.
  • Eine besonders feste Verbindung wird damit erreicht, daß die Ausnehmung sich in Eindringrichtung verjüngt (Anspruch 2), insbesondere, wenn der Eindringungsverlauf der Ausnehmung überwiegend in mehr oder weniger spitzem Winkel zur Holzfaser verläuft. Die schräg angeschnittenen Fasern und Kapillaren bieten dem Kunststoff optimale Voraussetzungen für sowohl kohäsive als auch adhäsive, stabile Verbindung mit dem Holzteil.
  • Bevorzugt verjüngt sich die Ausnehmung ganz sachte, sozusagen sanft. Dabei kann die Ausnehmung dachartig, dreieckförmig, mit konkaven Wandflächen oder eine Kombination davon sein. Hierdurch wird ein sanfter Übergang zwischen den verschieden arbeitenden Materialien erreicht, ohne daß es zusätzlicher Armierungen in Bohrlöchern des Holzteiles bedarf.
  • Besonders bevorzugt wird die Ausnehmung von sich kreuzenden Einschnitten gebildet (Anspruch 3) Eine derartige Ausnehmung ist einerseits leicht herzustellen und optimiert andererseits die Festigkeit der Verbindung weiter. Insbesondere bei geringeren Festigkeitserfordernissen kann jedoch auch bereits eine dachartige Ausnehmung in einer Richtung ausreichen.
  • Ist wenigstens ein Verankerungselement im Kunststoffteil verankert, ohne dabei in das Holzteil einzudringen (Anspruch 4), kann das Konstruktionselement besonders leicht und gut mit weiteren Konstruktionsteilen verbunden werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Holzteil als säulenartiger Holzstab ausgebildet und die Ausnehmung tiefer als die größte Breite des Holzstabes, insbesondere etwa gleich der doppelten Holzstabbreite (Anspruch 5). Ein Konstruktionselement in Form eines Holzstabes ist ein gängiges, universell verwendbares Bauelement. Dabei bietet es sich an, daß sich die Ausnehmung dachartig verjüngt, insbesondere derart, daß deren First parallel zu einer Holzstab-Längsseite verläuft (Anspruch 6). Funktionalität und einfache Herstellbarkeit werden weiter vervollkommnet. Ein First bietet einen funktionalen, sauberen Abschluß der Ausnehmung.
  • Ein verwendbares Kunststoffteil besteht bevorzugt aus einem Zwei-Komponenten-Reaktionsharz, das in der flüssigen Phase in die Textur des Holzteiles eindringt. Damit wird die Verbindung äußerst belastbar und das Konstruktionselement bleibt langfristig stabil (Anspruch 7). Diese Wirkung verstärkt die Ruhigstellung des Holzes. An einen Bereich reinen Holzes schließt sich ein Übergangsbereich an, in dem sich Kunststoff und Holz ineinandergreifend vermischen. Der Holzanteil verringert sich in Richtung auf den Kunststoffabschnitt annähernd kontinuierlich, bis ein Bereich reinen Kunststoffes erreicht wird. Das Holz wird durch diesen weiteren "sanften" Übergang progressiv ruhiggestellt.
  • Verankerungselemente werden sicherer geführt, wenn das Kunststoffteil als ein aus der Ausnehmung vorstehender Kunststoffblock ausgebildet ist (Anspruch 8). Dabei wird bevorzugt die gesamte Stirnseite mit Kunststoff bedeckt, auch dann, wenn sich die Ausnehmungen nur über einen Teil der Stirnseiten erstrecken. Damit ist dann die gesamte Stirnseite gegen Schädlingsbefall und Witterungseinflüsse geschützt. Giftige Holzschutzmittel werden überflüssig.
  • Zur leichteren Verbindung mit weiteren Bauteilen stehen die Verankerungselemente aus dem Kunststoffteil vor. Die Verankerungselemente sind insbesondere stift- oder kugelartig ausgebildet (Anspruch 9). Als Verankerungselemente sind z.B. Stäbe (z.B. aus Glasfiber) besonders gut geeignet. Es können bei speziellen Anforderungen aber auch Seile, Fasern, Haken, Gelenkverbindungen u.ä. verwendet werden. Derartige Verankerungselemente sind z.B. zum Verbinden der Konstruktionselemente untereinander vorteilhaft.
  • Erfindungsgemäße Konstruktionselemente bieten sich u.a. bevorzugt für den Aufbau stabiler Gerüstkonstruktionen an. Werden z.B. holzstabartige Elemente beidseitig mit erfindungsgemäßen Kunststoffverbindungen sowie mit Verankerungselementen versehen, können auch komplizierte Konstruktionen wie z.B. Hallendachgerüste oder ähnliches verwirklicht werden.
  • Dazu eignen sich besonders Konstruktionselemente mit Außengewindestangen als Verankerungsteil. Eine zusätzliche mit mehreren Innengewinden versehene Metallkugel als Verbindungsteil ermöglicht den Aufbau sternförmiger bzw. "atomiumartiger" Konstruktionen.
  • Bei Holzteilen größeren Querschnittes, insbesondere bei Rechteckquerschnitten mit sehr unterschiedlichen Kantenlängen, können Wiederholungen der Ausnehmungen vorteilhaft sein. Dabei können z.B. sich kreuzende Einschnitte oder auch einfach sich verjüngende Abschnitte wiederholt werden. Wiederholte Ausnehmungen erhöhen die Festigkeit.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, das auf einfache Weise die Herstellung erfindungsgemäßer Konstruktionselemente erlaubt.
  • Das Verfahrensziel wird dadurch erreicht, daß ein Holzstab stirnseitig mit wenigstens einem tiefen, etwa dachartigen Einschnitt versehen wird, sodann der Holzstab zumindest mit seiner eingeschnittenen Stirnseite in eine Form gelegt wird und schließlich die Form und die Einschnitte mit einem eine Haftverbindung mit dem Holz eingehenden Kunststoff vergossen werden (Anspruch 10). Das Verfahren ist unkompliziert und verursacht keinen großen Aufwand.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Konstruktionselementes kombiniert z.B. folgende Merkmale: Das Konstruktionselement besteht aus einem Holzstab, der an einer Seite mit Ausnehmungen versehen ist, in die ein Verankerungselemente umfassender Kunststoffblock eingegossen ist. Die Ausnehmungen sind von zwei dachartigen, sich kreuzenden Einschnitten an der Stirnseite gebildet, die Verankerungselemente und der Kunststoffblock erstrecken sich bis in die Einschnitte, und in den Kunststoffblock sind matrixbildende Füllkörper eingebettet. Die dachartigen und sich kreuzenden Einschnitte ermöglichen nicht nur einen großflächigen Anschluß des Kunststoffblockes an den Holzstab, sondern sie ermöglichen auch eine besonders günstige Übertragung von Kräften und Momenten zwischen Holzstab und Kunststoffblock, weil praktisch alle Fasern des Holzstabes großflächig an den Kunststoffblock angebunden sind. Dazu sollten sich die Einschnitte insbesondere über eine Länge des Holzstabes erstrecken, die größer ist als die größte Breite des Holzstabes. Vorzugsweise sollten sich die Einschnitte über eine Länge erstrecken, die der doppelten Breite des Holzstabes entspricht. Die Firste der Einschnitte sollten sich parallel zu den Seiten des Holzstabes erstrecken.
  • Die Verankerungselemente können sich bis in die Einschnitte erstrecken. Auf gesonderte, die Verankerungselemente aufnehmende Bohrungen an der Stirnseite des Holzstabes kann verzichtet werden. Für die Übertragung von Kräften und Momenten ist es günstig, wenn die Verankerungselemente in den äußeren Bereichen der Einschnitte angeordnet sind.
  • Die Matrix aus den Füllkörpern stabilisiert den Kunststoff und verbessert die Verankerung des Kunststoffes am Holz sowie auch die Verankerung der Verankerungselemente im Kunststoff. Vorzugsweise sollen die Füllkörper so ausgebildet sein, daß sie sich untereinander verhaken können und damit auch Zugkräfte übertragen können. Insbesondere kann die Matrix aus Füllkörpern in Form von Tetrapoden bestehen.
  • Ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen dieses Konstruktionselementes ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Holzstab stirnseitig mit dachartigen, sich kreuzenden Einschnitten versehen wird, daß der Holzstab zumindest mit seiner eingeschnittenen Stirnseite in eine Form gelegt wird, daß bis in die Einschnitte reichende Verankerungselemente in die Form eingeführt werden, daß der Formraum und die Einschnitte mit matrixbildenden Formkörpern gefüllt werden und daß die Form und die Einschnitte dann mit Kunststoff vergossen werden. Die Matrix (oder Armierung) kann den jeweiligen technischenstatischen Erfordernissen angepaßt werden. Durch eine geeignete Auslegung sind Härte bzw. Weichheit, UV-Stabilität, sowie die elektrische und thermische Leitfähigkeit einstellbar. Bevorzugt wird ein heißaushärtendes, lösungsmittelfreies Reaktionsharz bzw. Epoxidharz als Kunststoff verwendet.
  • Die Einschnitte können durch Sägen oder Fräsen hergestellt werden. Um die Oberfläche im Bereich der Einschnitte zu vergrößern, können die Innenflächen der Einschnitte gesandstrahlt werden. Das hat darüber hinaus den Vorteil, daß die weicheren Holzbestandteile (Sommerringe) abgetragen werden, während die harten Holzbestandteile (Winterringe) als Rippen oder dergleichen stehenbleiben und vom Kunststoff umgossen werden.
  • Je nach Art des für den Kunststoffblock zu verwendenden Kunststoffes kann es zweckmäßig sein, den Formraum auf einer zum Gießen des Kunststoffes geeigneten Temperatur zu halten. Das gilt insbesondere dann, wenn Zwei-Komponenten-Reaktionsharze verwendet werden. Zum Erwärmen und Aufrechterhalten der Temperatur kann Heißluft in den Formraum eingeblasen werden. Wird der Kunststoff dann in den erwärmten Formraum gegossen, verteilt er sich gleichmäßig und blasenfrei auch um die dort befindlichen Füllkörper. Nach dem Erkalten und Aushärten des Kunststoffes kann das Konstruktionselement aus der Form entnommen werden. Dieses Verfahren ist auch durch Einsatz von Mikrowelle und entsprechendem Mikrowellengerät erfolgreich verlaufen.
  • Bei der Herstellung des Konstruktionselementes kann mit üblichen Formen gearbeitet werden. Zweckmäßig ist die Verwendung von Formen, deren eines Ende Führungsöffnungen für die Verankerungselemente aufweist, so daß die Verankerungselemente in Längsrichtung des Holzstabes in die Form und bis in die Einschnitte eingeführt werden können. Dazu kann mit einem verlorenen Formteil gearbeitet werden, welches Führungsöffnungen aufweist. So kann der mit Ausnehmungen versehene Holzstab in eine U-förmige Pappe eingelegt werden, die innen Trennmittel aufweist. Dabei bleibt ein Ende offen. Dieses Ende wird mittels einer Filzplatte geschlossen. Die Filzplatte besitzt Bohrungen und ev. weitere Trennmittel. Durch die Bohrungen können Anker- und Verankerungselemente wie Glasfaserstäbe, Gewindestäbe, Faserbündel, Seile, Profile o.ä. in den Vergußraum geführt und mit ausgegossen werden. Die Filzplatte verschließt den Vergußraum zuverlässig auch bei Hitze und hoher Viskosität. Anstelle dessen kann auch mit einem vorgefertigten Kunststoffblock gearbeitetet werden, der Führungsöffnungen aufweist und der anschließend Teil des Kunststoffblockes am fertigen Konstruktionselement ist.
  • Die Erfindung kann mit bekannten Vorrichtungen kombiniert werden; z.B. können die Stäbe zusätzlich im Holz verankert sein, obwohl dies zum Erzielen ausreichender Festigkeit nicht nötig ist.
  • Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert; es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Draufsicht auf eine geöffnete Form zur Herstellung eines Konstruktionselementes aus einem Holzstab und einem an eine Stirnseite anschließenden Kunststoffblock;
    Fig. 2
    eine Stirnansicht des Holzstabes;
    Fig. 3
    eine Draufsicht auf das fertige Konstruktionselement:
    Fig. 4
    in kleinerem Maßstab eine Draufsicht auf ein anderes Bewehrungselement.
  • In der Zeichnung erkennt man das stirnseitige Ende eines Holzstabes 1, der einstückig sein kann oder aus mehreren, miteinander verleimten Holzstäben bestehen kann. Eine Stirnseite 2 des Holzstabes 1 weist zwei sich rechtwinklig kreuzende Einschnitte 3, 4 auf, deren Firste 5, 6 sich parallel zu den Seiten des Holzstabes 1 mit quadratischem Querschnitt erstrecken. Die Länge der Einschnitte 3, 4 ist etwa doppelt so groß wie die Breite des Holzstabes 1.
  • Der Holzstab 1 wird in eine Form 7 gelegt, deren Querschnitt der Querschnittsform des Holzstabes 1 entspricht. Bei der dargestellten Ausführung ist die Form 7 an dem dem Holzstab 1 abgewandten Ende mit einem verlorenen Formteil 8 geschlossen, welches Führungsöffnungen für Verankerungselemente 10 aufweist. Die Führungsöffnungen 9 sind so angeordnet, daß die dadurch eingeführten Verankerungselementee 10 sich in den äußeren Bereichen der Einschnitte 3, 4 bis nahe an deren Firsten 5, 6 erstrecken können. In Figur 2 ist die Anordnung der Verankerungselemente 10 mit strichpunktierten Linien angedeutet.
  • Bevor der Holzstab 1 in die Form 7 eingelegt wird, werden die Innenflächen der Einschnitte 3, 4 gesandstrahlt oder mit einer Stahlbürste gebürstet, wobei die weicheren Holzbestandteile (Sommerringe) abgetragen werden und die härteren Bestandteile (Winterringe) rippenartig stehenbleiben.
  • Nachdem der Holzstab 1 in die Form 7 eingelegt ist, werden die Verankerungselemente 10 durch die Führungsöffnungen 9 in die Form so weit eingeführt, bis sie sich soweit wie möglich in die Einschnitte 3, 4 erstrecken. Dann werden in die Form 7 Füllkörper 11 eingefüllt, die eine Matrix bilden. Diese Matrix ist durch Schraffur in Figur 1 angedeutet. Die Form der Füllkörper 11 ist an sich beliebig, wenn sie nur geeignet sind, eine Matrix, die, in bestimmtem Umfang auch Zugkräfte übertragen kann, zu bilden. Vorzugsweise können die Füllkörper 11 aus Tetrapoden bestehen.
  • Nach dem Erkalten und Aushärten des Kunststoffes entsteht ein an die eingeschnittene Stirnseite 2 des Holzstabes fest angeschlossener Kunststoffblock 12, über den die freien Enden 13 der Verankerungselementee 10 vorstehen. Diese freien Enden 13 werden an weitere Bauteile angeschlossen oder in ein Betonfundament eingegossen. Es versteht sich, daß Anordnung und Anzahl der Verankerungselemente 10 auch anders sein können als im Ausführungsbeispiel dargestellt.
  • In Figur 4 ist ein Verankerungselement dargestellt, dessen Elemente als Flachstäbe 14 ausgebildet sind. Die Ebenen der Flachstäbe 14 stehen senkrecht aufeinander. Die Flachstäbe 14 weisen sich verjüngende Enden auf, die in die Einschnitte 3, 4 eingreifen. An den anderen Enden sind die Flachstäbe 14 zu einem Verankerungsteil 15 vereinigt, das über den Kunststoffblock 12 vorsteht und vorzugsweise zur Verankerung des Konstruktionselementes in gewachsenem oder losem Erdreich bestimmt ist. Im Bereich des Verankerungsteils 15 sind die Flachstäbe 14 durch senkrecht zur Ebene der Flachstäbe angeordnete Versteifungen 16 miteinander vereinigt. Das Verankerungselement kann aus Metall oder auch aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt sein.
  • Für die Verankerung des Teiles kann jedes Material Verwendung finden, das eine den jeweiligen technischen und/oder statischen Erfordernissen entsprechende Zug- und/oder Druckaufnahmefähigkeit besitzt.

Claims (10)

  1. Konstruktionselement mit einem Holz- und einem Kunststoffteil, bei welchem das Holzteil an wenigstens einer Seite wenigstens eine Ausnehmung hat, in die das Kunststoffteil eingegossen ist, wobei die wenigstens eine Ausnehmung so tief in das Holzteil eindringt, daß eine selbsttragende Verbindung zwischen Kunststoff und Holz entsteht.
  2. Konstruktionselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung sich in Eindringrichtung verjüngt.
  3. Konsruktionselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeiczhnet, daß die Ausnehmung von sich kreuzenden Einschnitten (3, 4) gebildet ist.
  4. Konstruktionselement nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Verankerungselement (10) im Kunststoffteil verankert ist, ohne dabei in das Holzteil einzudringen.
  5. Konstruktionselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Holzteil als säulenartiger Holzstab (1) ausgebildet und die Ausnehmung tiefer als die größte Breite des Holzstabes (1) ist, insbesondere etwa gleich der doppelten Holzstabbreite.
  6. Konstruktionselement nach Anspruch 2 oder einem darauf rückbezogenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet daß sich die Ausnehmung dachartig verjüngt, insbesondere derart, daß deren First (5, 6) parallel zu einer Holzstab-Längsseite verläuft.
  7. Konstruktionselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffteil aus einem Zwei-Komponenten-Reaktionsharz besteht, das in der flüssigen Phase in die Textur des Holzteiles eindringt.
  8. Konstruktionselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß das Kunststoffteil als ein aus der Ausnehmung vorstehender Kunststoffblock (12) ausgebildet ist.
  9. Konstruktionselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungselemente (10) aus dem Kunststoffteil vorstehen, und insbesondere stift- oder kugelartig ausgebildet sind.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Konstruktionselementes, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Holzstab (1) stirnseitig mit wenigstens einem tiefen, etwa dachartigen Einschnitt (3, 4) versehen wird, sodann der Holzstab (1) zumindest mit seiner eingeschnittenen Stirnseite (2) in eine Form (7) gelegt wird und schließlich die Form (7) und die Einschnitte (3, 4) mit einem eine Haftverbindung mit dem Holz eingehenden Kunststoff vergossen werden.
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