EP0953088B9 - Tragwerk und dessen konstruktionselemente - Google Patents

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EP0953088B9
EP0953088B9 EP98904085A EP98904085A EP0953088B9 EP 0953088 B9 EP0953088 B9 EP 0953088B9 EP 98904085 A EP98904085 A EP 98904085A EP 98904085 A EP98904085 A EP 98904085A EP 0953088 B9 EP0953088 B9 EP 0953088B9
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EP
European Patent Office
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shear connector
beam according
supporting
core
mandrels
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EP98904085A
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EP0953088A1 (de
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Sigrun Von Morzé-Reichartz
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Induo Gesellschaft zur Verwertung von Schutzrechten mbH and Co KG
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Priority claimed from DE29710435U external-priority patent/DE29710435U1/de
Priority claimed from DE19730163A external-priority patent/DE19730163A1/de
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    • E04B1/26—Structures comprising elongated load-supporting parts, e.g. columns, girders, skeletons the supporting parts consisting of wood
    • E04B1/2604—Connections specially adapted therefor
    • E04B2001/2676—Connector nodes

Definitions

  • the invention relates to a wooden support (claims 1 to 48) for a structure and its construction elements, where the wooden beam consists of at least two into one unit connected support elements at least partially Wood with a continuous cavity in which there is at least one composite anchor with connection options is (claims 18 to 48), a method for Manufacture of this carrier (claims 49 to 69), the at least one support structure that can be produced (Claims 70 to 88) and an insertion device at least one composite anchor in a support element (Claims 89 to 96).
  • EP 0 159 452 A1 there are node connections shown and described for wooden rods, for trusses, i.e. are only suitable for tension and compression rods.
  • Fig. 3 in the EP 0 159 452 A1 shows a specific, the connecting element adjusted in length and depth Recess in an additional step in the Beam parts are introduced.
  • the invention is therefore based on the problem of a Girders and a supporting structure created with it, its construction elements, especially composite anchors, connecting elements and connecting parts and a method for Manufacture of such carriers including a device to propose to insert the shear ties, which do not have the aforementioned disadvantages, themselves rather, they are characterized in particular by the fact that their Elements without complex additional measures in simple Way, preferably releasably assembled into a supporting structure can be.
  • connecting element is a spatially oriented component, preferably made of metal, especially steel, with angularly offset Connection options in three dimensions for the above Wood carrier meant.
  • connection or Connection node is a merger of several connecting parts.
  • Connection part consisting of two in the main level of the structure, for example the floors of individual storeys Building forms, lying, parallel slabs, namely a base plate and a spaced apart Headstock. Between these two plates, preferably perpendicular to these are so-called end plates arranged. Both basic, header and End plates each have different connection options for further connecting elements and / or Wood carrier on. This can be, for example Act holes that accommodate screw connections educational means are designed.
  • the End plates a connection between wooden beams and connecting parts and between connecting parts to enable each other.
  • the base and top plate offer the possibility of being perpendicular to the main plane Coupling the extending support level forming wooden beams.
  • These support levels can be walls, for example display within a building or through to it possible claddings expanded in a variety of ways while the main levels are the floor base represent.
  • connection between wooden beams and connecting parts is basically any kind of detachable Links; however, screw connections are preferred, because the required elements are standardized in each Hardware stores are available and are therefore custom-made spare what is positive on costs of the entire structure.
  • the invention The structure can thus be easily, even from a layperson, put it together and make it possible for everyone Client, his home in a not insignificant Create scope yourself.
  • the invention proposes such means Composite anchor according to claim 18, which according to the subsequent claims in the described below can be designed and to a surprisingly simple and viable one Combination with diverse design options leads.
  • connection proposals one of the so far known connection proposals completely different way for the first time enables a kind of "internal nailing", which opens up unpredictable uses.
  • material-saving Shortening of the bearing loads Lanyard captivates the novel connection due to a simple structure that does not provide any additional securing Elements needed.
  • a typical example of the constructions mentioned here is the timber construction, where beams or the like. Support elements with each other to form stable wall, floor and / or roof structures. Come here different material combinations are also used, i.e. The material wood can be filled with concrete as well also combined with plastic or metal parts become. Solid wood, glulam are used for the material wood and other wood-based materials in question, whereby solid wood in the form of round timber, beams, squared timber, Boards and, more recently, crossbeams in Question that's relative to the size of their cross section absorb and transmit high forces in the Location.
  • Connections especially in the area of the ends of these Components are developed in a variety of ways and put into practice been introduced. Let me give you an example specified some known options, e.g. across to the longitudinal axis of the beam in the area of tongue and groove connections driven dowels with bolts and additional Screw nails or nail connections with cover flaps or tenon with transverse hardwood dowels or recessed T-steel with dowels or pegs, in particular Scherzapfen and the like. More. Front connections can be known by a so-called Beam joint can be achieved by means of cross-directional dowel of special design the beam sides in the area of their ends on both sides with supporting parts for Power transmission are occupied.
  • EP 0 159 452 A1 there are node connections shown and described for wooden rods, for trusses, i.e. are only suitable for tension and compression rods.
  • Fig. 3 in the EP 0 159 452 A1 shows a specific, the connecting element recess adapted to length and depth in an additional step in the beam parts be introduced.
  • the power transmission ratios are not reproducible and make it confusing.
  • the invention is characterized in particular by that without additional measures its elements optically are not recognizable, while the number of minimized individual parts required for this connection and the installation effort to a minimum Effort is reduced.
  • a "crossbar” is a bar that by cutting one or more tree trunks and Rotating the sections about their longitudinal axis and subsequent Connecting these parts to form a new beam, whereby by the then inside, originally the outer surface of the tree or trees forming curved surfaces are essentially centric opening that extends longitudinally through the crossbar.
  • connection element is arranged inside and thus based on the beam in the non-power transmitting Level (neutral fiber), which is actually statically unusual is, because it would be normal, for example, with the crossbar one connecting element in each of the four corners to provide, as well as known types of connection of Cross bars show, but not in the center.
  • Composite system is the connecting element on a statically unusual level and is thus not exposed to any bending forces.
  • the invention makes itself in its preferred embodiment take advantage of the fact that a in the case of crossbeams already existing centric axially Recess used for inserting the composite anchor becomes.
  • a glue binder for example for the carrier according to the invention in an additional Work step at least one continuous groove-like groove in at least one support element part intended.
  • the core of the composite anchor can be in its simplest Shape rod-shaped and the spines can be smoother Be designed surface.
  • the core will be in further Design not straight, but wavy, this ensures an even safer hold with the result that the tie anchor is kept shorter can be.
  • another improvement can be achieved in that the core surface is corrugated or provided with elevations.
  • the cross-sectional shape of the core are different Configurations possible; so the core can unite round, in particular circular cross section or a polygonal, especially square or triangular Have cross-section.
  • connection options that at least one Core ends are provided in a variety of ways conceivable, with a front internal thread at least one core end was found to be particularly advantageous Has.
  • this internal thread for example a threaded pin or the like. be screwed in, the additional connecting elements at its free end can wear or also hook, ball, button, loop-shaped or can be configured similarly.
  • face the end of the core can provide an external thread or a threaded bolt with to form a smaller diameter than the core diameter.
  • the composite anchor can be used in a at least one further component to be connected be inserted and if necessary also extend across the beam.
  • the mandrels are in one piece connected to the core and can be both irregular or evenly on the outer surface of the Core be distributed. Also in terms of their axial Orientation are different depending on the requirements Variants possible, with regard to the methods to be explained in detail below to insert the anchor in the support element at the Manufacture of the composite system for a maximum load possibility has shown to be advantageous the mandrel axes run perpendicular to the core longitudinal axis let, in particular half of the number of Mandrels in one direction and the other half in that point in the opposite direction.
  • the thorns can on the outer surface of the core along its longitudinal axis in parallel rows can be arranged, the mandrels one Row offset to the thorns of at least one neighboring one Can stand in parallel.
  • the thorns are in their simplest Execution of a smooth surface; this can however, also be graded, with at least one Undercut is located on each mandrel, which is the mandrel can be formed all around.
  • the surface can also designed similar to a drill nail be a circumferential, especially spiral bead have or be shaped like a sawtooth.
  • the mandrels are preferably connected in one piece to the core, which is particularly the case if the Cast anchor is cast and made of iron, for example, Malleable iron, cast steel, brass or aluminum; ceramic production is also possible. Can too the composite anchor according to the invention made of sheet metal become. Overall, there are manufacturing processes especially pressing, stamping, pressing, edging, Nibbling, milling, turning and / or suitable forming processes depending on the material and requirements.
  • the composite anchor according to the invention a composite system possible with which an end Connection of support elements is to be created.
  • the quasi internal nailing mentioned in this context the composite anchor in the support element is achieved that the or the composite anchor in the support element is inserted or pressed in or pressed in or become.
  • the supporting elements in question are accordingly such that they consist of several sub-elements, like this for example with so-called crossbars the case is that of preferably four appropriately tailored Bar quarters with the skilled person, special alignment of the tree rings to each other be glued together to give a particularly high To achieve load capacity.
  • the person lies Composite anchor in at least one axis of symmetry; she can also be at a sufficient distance from the Side surface of the bar can be arranged in the draft zone.
  • an arrangement is also advantageous several anchors one above the other in preferably parallel Alignment possible.
  • the invention is suitable Compound system for diverse constructions, such as Wood-wood, wood-steel and / or wood-steel-concrete constructions, and of course also in combination with plastic as a supporting element and also in others than the previously specified material combinations of such Components made of composite materials.
  • the Anchor Once the Anchor is inserted accordingly, can be used to fix the position a pre-drilling of receiving openings for the anchor mandrels done, but this is not absolutely necessary; then the upper part of the bar, which in the case of a Cross bar again from two previously glued together There are wooden beam parts on the glued surface of the pressed on the lower half of the bar, at the same time the Anchor mandrels in the upper and lower part of the beam be pressed in or pressed; in the case of one too possible pre-pressing of the anchor in the lower half of the beam this is then up during the final gluing pressed to the final depth in the lower half of the bar. It is clear from this that for the introduction of the Composite anchor according to the invention in contrast to the state the technology takes practically no time.
  • Transport logistics are also made considerably easier, because by using the composite anchor according to the invention Large structures no longer prepared in the factory must be, but the individual parts on the construction site screwed to size and therefore by the following Transport facilitation Transport costs saved can be.
  • the network system also includes those mentioned at the beginning New areas of application, e.g. in the Bridge construction.
  • the present invention also includes a rational one Process for the production of such a connecting element provided support elements, on this It should be emphasized that this procedure is by no means limited to anchors of the type described above but is also different for the introduction Anchors or connecting elements are suitable. A suitable device for performing the method in its basic concept in claim 97 with Refinements according to the subsequent claims specified.
  • the invention makes itself - with surprising and advantageous Effect - take advantage of the fact that in many Cases, support elements are made up of several parts, as is the case with crossbars, for example, which in a known manner with special fiber orientation composed of several "trunk parts", preferably are glued together and stand out through special distinguish favorable wearing properties. According to the invention is in the process of assembling the support element parts the introduction of the connecting element installed. However, it is also possible to apply the invention to others Support elements, such as glue binders and one-piece supports apply, the latter then first in sub-elements would have to be disassembled in order to subsequently To be able to proceed invention.
  • Cross bars are therefore particularly suitable for the invention, because of their special manufacturing method have a central recess, which is advantageous Implementation of the invention for the introduction of the connecting elements can be used, especially if it is a composite anchor according to the claimed type acts.
  • corresponding recesses are first made, without the excellent properties of the to be created with the aid of the composite anchor according to the invention Structure suffered significant losses.
  • Fig. 1 shows two connecting parts 1, each of which a hexagonal base plate 2 and one parallel to it Assemble arranged hexagonal head plate 3. Perpendicular to and with each base plate 2 are each five rectangular end plates 4-1 to 4-5 connected, with the free top end edges of the head plate 3 firmly connected is. These plates preferably consist of Steel and are welded together.
  • connection node - this would be here, for example possible via the end plates 4-1 and 4-5 - releasable too connect, or offer the option of a connection to provide additional structural elements.
  • the floor It only then needs to be built on one floor suitable cladding.
  • the end plates 4-2, 4-3 and 4-4 are arranged so that the e.g. detachably fastened by screws Wooden beams 6 each have an angle of 45 ° to one another lock in.
  • the end plates 4-1 and 4-5 are each perpendicular to plates 4-2 and 4-4.
  • connection between the wooden beams 7 and the connection node are here in the executed in the same way as those previously described.
  • Connection parts 1 with holes 5 has a Attach any structural elements and thereby one Continue the construction of the structure in each possible way and direction possible.
  • the main level the structure is made up of four connecting parts 1, the base plates 2 down and the top plates 3 facing up, central connecting node and by four at right angles mutually extending, star-shaped on the connecting nodes tapered wooden beams 6 formed.
  • the wood carrier 6 are on the connection node in the same way attached, as already in connection with FIG. 2nd described, namely on the end plates 4-3 individual fasteners 1.
  • a connector 1 attached via the end plates 4-3.
  • On these outer connecting parts 1 are further wooden beams 8 connected via the end faces 4-2 or 4-4, that the carrier 8 each have two external connecting parts 1 connect with each other, so that here as Main plane is a square.
  • the wooden beams 9 form those arranged perpendicular to the main plane Support levels.
  • FIG. 4 shows a completed version of a supporting structure, in which, in contrast to the embodiment according to FIG. 3 the main levels of parallel to each other Carriers 6 are formed. Almost everyone has it Floor two main levels next to each other, so that when adjacent Levels in their opposite corner areas each two connecting parts 1 in the manner shown - in the assignment similar to that shown in Fig. 1 - are interconnected, from which it becomes clear that this system is expandable without it any modifications are required.
  • the advantage of this version is, among other things, that the respective Ceiling construction with parallel to each other Ceiling beams are built, the one hand only need a very simple cut and on the other hand enable uniform feeding.
  • the head plates 3 offer the Connection elements 1 upward connection options.
  • the head and base plates therefore provide for every assembly variation excellent investment space that the Assembly considerably easier, which ultimately only screwing requires that without specialist knowledge can be carried out.
  • FIG. 5 shows a composite anchor 13 according to the invention Top view shown, in the version with octagonal core cross-section and with in parallel rows thorns 14 and 14a aligned with respect to one another.
  • the front recess in the form of an internal thread 16 is also recognizable by dashed lines.
  • FIG. 6 shows the lower half 11 of a cross bar - interrupted in the middle section by an abbreviated representation to achieve - the well-known from two glued together Partial beam pieces lla and llb.
  • the course of the tree rings is schematic on the face drawn.
  • FIG. 7 there are two according to the invention in this channel 12
  • Composite anchor 13 - in the embodiment shown at each end of the lower half of the beam 11 one - inserted, namely in the embodiment shown here with parallel and perpendicular thorns 14 on the Anchor core 15, the other end with a provided central recess 16 and opposite the beam end face is set back so that both ends so-called "Vorholz" A is created.
  • Vorholz a provided central recess 16 and opposite the beam end face
  • Fig. 11 shows a further variant in which the composite anchors 13 not arranged symmetrically in the beam cross section are, but off-center, what happens with certain Stress cases can prove to be advantageous, because then the anchor 13 depending on the load situation in the Switzerlandzone can be placed so that a corresponding Influence on the connection point to derive the Supportive forces can be taken.
  • a relatively short crossbar 11/17 is short in FIG shown before completion of the composite system, the is provided with a continuous composite anchor 13, of which to simplify the illustration similar to that in 7, 8 and 9 only a series Mandrels 14 completely and the "Vorholz" not at all is shown while from the row to the adjacent Bevel - the core of what is shown here Composite anchor is square in cross section - just a few Mandrels 14a are shown for reasons of clarity are.
  • 13 shows some possible core cross-sections, namely 13a shows a square core cross section 15a, wherein 13b schematically shows the insert in a bar 11/17 reproduces in front view.
  • 13c shows an octagonal cross section 15b, while in FIG. 13d an annular cross section 15c and a triangular cross section 15d is shown in FIG. 13e is.
  • 13 is the Connection possibility on the anchor 13 in the form of a Internal thread 16 indicated.
  • FIG. 13 shows a possibility of parallel alignment the spikes 14, each for Half vertically upwards and the other half opposite vertically down, in this case then the impression forces to join the two together Halves of the beam in the direction of the longitudinal axis of the mandrels 14 run.
  • the triangular shape according to FIG. 13 can in particular recommend where the lower half of the carrier is evenly designed on the glue surface. Of course but could also with a triangular cross section downward mandrels 14 are provided.
  • the composite anchors 13 - in each bar are explained in the Wise anchors provided - are for clarification in the illustrated embodiment over the bar end face shown outstanding; in practical use the bars are of course essential longer and the front of the anchor would be designed in this way be that in a simple manner, for example by only tighten the threaded heads or screws and nuts 18 attached to corresponding connecting parts 1 can be; which in this way in the in Fig. 14 illustrated embodiment made connection the bar 11/17 to the connector 1 is through the selected perspective view is not visible, however, especially considering the presentation 1 as well as 9 and 12 are readily apparent.
  • Fig. 14 also makes the particular advantage of the invention Connection parts 1 clearly, which thereby shows that the base plate 2, the head plate 3 laterally protrudes, so that thereby a support surface and at the same time Stop surface for the connected beams or carrier 11/17 is created, the one hand the At least reaction forces to relieve the tie anchors partially records and on the other hand aligned, angular orientations at least supported if not guaranteed at all, so that even laypeople can use it at an angle Buildings without extensive plumbing and handling of spirit levels create in a comparatively short time can.
  • the method for introducing at least one connecting element in a support element is carried out as follows, for example:
  • the starting material for the cross beams 215 are wooden planks different cross-sectional dimensions, initially planed on all sides in the planing line 24, on the corresponding one Point beveled and then separated in the middle become.
  • the resulting crossbeams 125 have any cross-sectional area.
  • the resulting "Quarter wood" 216 then becomes that shown in FIG. 15 Production plant removed and one not shown drilling station supplied.
  • the quarter timbers 216 are then over the receptacle 25 fed to the press line 26, where they first in one Continuous microwave oven 27 are heated - as special Temperatures around 90 ° to 100 ° C are favorable proven. The subsequent one can be heated by this Gluing process can be shortened considerably.
  • the quarter timbers 216 moistened along the later glue joints 218 and then glued in the gluing station 28.
  • the glue will applied by means of rotating nozzles by change the distance from the wooden surface and the speed enable exact dosing.
  • the pre-treated accordingly and drilled top quarter timbers 216c, 216d on the lower quarter timbers 216a, 216b including the or Composite anchor (s) 214 fits exactly with those inserted there Hole patterns or the hole pattern introduced there on the Thorn image of the compound anchor (s) laid.
  • the Inserting the tie anchor 214 is of course also mechanical possible, as follows with reference to FIG. 16, 17a, b and 18 will be explained.
  • FIG 16 shows the compound station 29 in a schematic, perspective side view.
  • This station exists from a feed chute 219, which according to FIG for explanatory reasons at an angle of about 45 ° runs to the bottom and their rust-like bottom itself of several spaced in the feed direction Round bars 220 is formed.
  • This form of feeding is chosen for the preferred case that as a composite anchor 214 those are used, which consist of a Core 221 with protruding spines 222, which then exist in the manner shown in Fig. 17b between the bars grip and thus be guided safely.
  • the lean the feed chute 219 results from the fact that here on Example of a composite anchor 214 with a cross section square core 221 thus a support and alignment is created, in which then later in the Hole pattern to be introduced into the quarter bars 216 of the support element Mandrels 222 extend toward the bore.
  • the compound station 29 also belongs Feed chute 219 only indicated by a double arrow A.
  • Stamp unit 224 includes a stamp 225, which is shown in FIG Embodiment vertically up and down and its lower, free end face is the negative profile of the tie anchor 214.
  • the repeater 223 is in a parallel orientation at the bottom of the feed chute 219. Grips in operation the compound anchors 214 individually and transferred them in the area below the stamp 225, which is the Composite anchor 214 through on the sides of its end faces arranged clamping devices 226 friction records.
  • clamps 226 are of this type designed that depending on the training of the end faces the tie anchor 214 either in there Engage recesses or located there embrace the above areas. As further from FIG. 16 can be seen, everyone remains during this handover Composite anchor 214 in the predetermined by the feed chute 219 Angular position, i.e. with the thorns 222 vertical aligned.
  • the stamp 225 then moves down, so that at least a compound anchor 214 with its spikes 222 in the Hole pattern of the prefabricated from two quarter bars 216a and 216b lower crossbeam half 216a, b inserted becomes.
  • the device is set so that the stamp 225 only up to the upper face of the lower half of the beam 216a, b moves, i.e. so far that just thorns 222 completely immersed in the material are, but a destruction by pressing the Core 221 in the beam material cannot take place.
  • the feed chute 219, the repeater 223 and the stamp unit 224 an exact alignment and centering the tie anchors 214 relative to the guaranteed lower half of the beam 216a, b.
  • the process sequence according to the invention is - if the Connecting elements 214 in a support element made of softer To use material as the connecting elements 214 themselves are - even without pre-drilling the quarter bars 216 feasible.
  • the stamp 225 must be like this be dimensioned such that an indentation of the mandrels 222 in the quarter bars 216 is possible.
  • the other function integrated into the overall process the multi-stage, automatic compound station 29 here 16 results from the illustration in FIG. 18.
  • the compound station 29 from two main areas, which are divided by a pivotable or rotatable longitudinal path or receptacle 227 and a swivel mount 228 is formed.
  • the compound station 29 can in the longitudinal direction distributed several feed chutes 219 (magazines) along with Stamp units 224 can be provided, which is a rational one simultaneous production of several support elements serves.
  • the quarter timbers 216 in such Length processed that glued together from them Condition by separation across the longitudinal axis several Support elements 215 arise.
  • the composite anchor 214 are arranged so distributed over the length that after the separation near or in the front End region of the individual support elements 215 each Composite anchor 214 is located.
  • One swivel longitudinal receptacle 227 of the compound station 29 consists of a rotatable about a longitudinal axis 229 Cross 231 with preferably four quadrants 232a, b, c, d.
  • Printing cylinder 235 becomes the upper half of the bar 216c, d in the horizontal direction against the lower 216a, b pressed, with a on the left swivel mount 228 according to the double arrow D adjustable plate 236 provided is to adapt to different beam dimensions to allow.
  • the pressure cylinder 235 becomes the "upper" bar half 216c, d to the right to the lower one until the mutual End faces 237 pressed so that the free-standing Mandrels 222 of the composite anchor 214 now also in the upper bar half 216c, d embedded or not existing hole pattern can be pressed in.
  • the beam surfaces 237 to be brought into contact with glue smeared.
  • the left, U-shaped swivel mount 228, one of which Side is formed by the adjustable plate 236 is then turned counterclockwise (arrow C) 90 ° pivoted about its axis of rotation 234, so that the im left part of FIG. 18 upright position is achieved. It is also clear from this that the printing cylinder 235 participates in the swivel movement.
  • the complete wooden beam 215 with an inserted composite anchor 214 will automatically turn into raised a press 211 in which the beams are glued. happenss in the embodiment described here gluing at press pressures of up to 210 bar every 5 minutes. Should not be a continuous microwave oven in the production line 27 be arranged, is a longer pressing necessary, what in special, several Beam-receiving press stations are carried out can.
  • the crossbeams are cleaned 215 in the glue cleaning machine 212.
  • Cross beam pieces 215 with a length of one meter and to produce a composite anchor 214 inserted at the end, two of them on one Finger jointing line by inserting any long crossbeam intermediate piece that does not have a composite anchor 214, to any length of support element with connection options on each side become. Also inserting two spacers, So performing three finger jointing steps is possible. Basically Beams up to 12 meters in length can be produced at for example cross sections of 10 x 10, 10 x 20 or 12 x 24 cm.
  • any known further processing steps possible such as planing or chamfering or other machining or preparation for assembly.
  • the system described above provides with its process steps only one way of making the carrier according to the invention; in particular can Parts omitted, supplemented, replaced and / or to, the respective Adapted to conditions, new production lines be combined.
  • crossbar quarter bars or already glued and precisely grooved cross-beam half-timber which previously glued together from two cross-beam quarter bars in a CNC-controlled automatic drilling machine at a defined position and precisely according to the Composite anchor mandrel pattern are predrilled.
  • Crossbeam quarter timbers or crossbeam half timbers run under a gluing station, for example through, behind which the composite anchors dipped in glue be inserted into the hole pattern.
  • glue binders are also possible, in which Due to the multi-layer, several composite anchors placed one above the other in a bar can, similar to the conception of several with one Composite anchors, arranged one above the other Crossbar (see Fig. 14).

Description

Die Erfindung betrifft einen Holzträger (Ansprüche 1 bis 48) für ein Tragwerk und dessen Konstruktionselemente, wobei der Holzträger aus mindestens zwei zu einer Einheit verbundenen Tragelementen zumindest teilweise aus Holz mit einem durchgehenden Hohlraum besteht, in dem sich mindestens ein Verbundanker mit Anschlußmöglichkeiten befindet (Ansprüche 18 bis 48), ein Verfahren zum Herstellen dieses Trägers (Ansprüche 49 bis 69), das mit mindestens einem derartigen Träger herstellbare Tragwerk (Ansprüche 70 bis 88) und eine Vorrichtung zum Einbringen mindestens eines Verbundankers in ein Tragelement (Ansprüche 89 bis 96).
Tragwerke sind aus vielen Bereichen bekannt. Es seien hier nur beispielsweise Stahl- und Stahlbeton-Tragwerkkonstruktionen genannt, deren Einsatz von der Erstellung von Gebäuden bis hin zur Konstruktion von Brücken reicht.
Nachteilig wirkt sich an diesen Tragwerkkonstruktionen jedoch aus, daß sie sehr aufwendig sowohl in der Herstellung - so ist der Zusammenbau beispielsweise regelmäßig mit kostenintensiven Schweißarbeiten mit anschließendem Betonvergießen verbunden - als auch hinsichtlich der Anzahl der erforderlichen unterschiedlichen Einzelteile sind, die im übrigen angepaßt und aufwendig montiert werden müssen. Das Erstellen derartiger Tragwerkkonstruktionen ist zudem nur von einem Fachmann auszuführen.
Ein darüber hinaus nicht zu unterschätzender Nachteil liegt darin, daß die Einzelteile bei den bekannten Tragwerken unlösbar miteinander verbunden werden müssen und so für mehrmaligen Gebrauch nicht infrage kommen, bzw. gegebenenfalls erforderliche Reparaturen, wenn überhaupt, dann nur unter enormem Aufwand möglich sind.
In letzter Zeit zeichnet sich in der Bauindustrie ein Trend ab, insbesondere bei der Erstellung von Einfamilienhäusern, verstärkt den Baustoff Holz oder Holz enthaltende Werkstoffe einzusetzen. In diesem Bereich haben sich verschiedenartige Tragsysteme durchgesetzt. Dabei kommen Vollhölzer, Brettschichthölzer und andere Holzwerkstoffe sowie Kreuzbalken zum Einsatz, die bei gleicher Größe ihres Querschnitts höhere Kräfte aufzunehmen und zu übertragen in der Lage sind.
Verbindungen, insbesondere im Bereich der Enden dieser Holzbauelemente sind vielfältig vorgeschlagen worden. Hierzu seien lediglich als Beispiele quer zur Balkenlängsachse im Bereich von Nut- und Federverbindungen eingetriebene Dübel mit Bolzen und zusätzlichen Schraubnägeln oder Nagelanschlüssen mit Decklaschen oder Zapfen mit quergetriebenen Hartholzdübeln oder eingelassener T-Stahl mit Stabdübeln oder Zapfen, insbesondere Scherzapfen und dergleichen mehr angegeben.
In der EP 0 159 452 A1 werden Knotenpunktverbindungen für Holzstäbe dargestellt und beschrieben, die für Fachwerke, d.h. nur für Zug- und Druckstäbe geeignet sind. Beim Stand der Technik, wie beispielsweise Fig. 3 in der EP 0 159 452 A1 zeigt, muß eine gezielte, dem Verbindungselement hinsichtlich Länge und Tiefe angepaßte Ausnehmung in einem zusätzlichen Arbeitsschritt in die Balkenteile eingebracht werden.
Allen diesen Verbindungen haftet der erhebliche Nachteil an, daß die damit aufgebauten Systeme aufwendig zusammenzusetzen sind und darüber hinaus ebenfalls eine Vielzahl von Einzelteilen erfordern, die im übrigen auch angepaßt und aufwendig und häufig vor Ort in montageunfreundlichen Positionen montiert werden müssen. Das hat zur Folge, daß diese Systeme in der Regel ebenfalls nur von fachkundigen Personen zu einem den kräftemäßigen Belastungen standhaltenden Gesamttragwerk zusammengesetzt werden können.
Neben diesem Trend, verstärkt den Baustoff Holz in der Bauindustrie einzusetzen, kann in dieser Branche ein zweiter Trend verzeichnet werden, nämlich die Erstellung von Gebäuden, insbesondere von Einfamilienhäusern, durch Eigenleistungsanteile kostengünstiger zu gestalten und dadurch Wohnungseigentum für größere Teile der Gesellschaft erschwinglich zu machen. Das ist mit den bekannten Verbindungssystemen aufgrund ihrer maßgenau erforderlichen Fertigstellung in speziell ausgerüsteten Fertigungsstätten nicht möglich.
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, einen Träger sowie ein damit erstelltes Tragwerk, seine Konstruktionselemente, insbesondere Verbundanker, Verbindungselemente und Anschlußteile sowie ein Verfahren zum Herstellen derartiger Träger einschließlich einer Vorrichtung zum Einbringen der Verbundanker vorzuschlagen, die die vorerwähnten Nachteile nicht besitzen, sich vielmehr insbesondere dadurch auszeichnen, daß ihre Elemente ohne aufwendige Zusatzmaßnahmen in einfacher Weise vorzugsweise lösbar zu einem Tragwerk zusammengesetzt werden können.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen jeweils der Hauptansprüche der eingangs angegebenen Anspruchsgruppen gelöst.
Das erfindungsgemäße Merkmal des gezielten Zurückversetzens des eingelegten Verbundankers gegenüber der Balkenstirnseite, das zum sogenannten "Vorholz" führt, bewirkt eine wesentlich günstigere Zerlegung der Zugkraft in die Ringzugkraft, da es einen flacheren Kräftekegel und eine größere Umfangsfläche für die Kraftübertragung schafft, andererseits die ein Spalten begünstigenden, radial nach außen gerichteten Kraftkomponenten über eine größere Umfangsfläche aufgenommen bzw. abgeleitet werden können.
Wenn hier von "Holz-Trägern" gesprochen wird, ist jede Art von Holz-Tragelementen, einschließlich Holz enthaltenden Tragelementen gemeint, bevorzugt jedoch solche, die sich zu einem Verbund mit den nachfolgend beschriebenen Ankern eignen. Diese Verbundanker, die in Holz-Träger in der in der nachfolgend beschriebenen und beanspruchten Weise eingelassen werden, zeichnen sich dadurch aus, daß sie Anschlußmöglichkeiten - diese sind in vielfältigen Ausführungsformen denkbar, wobei sich ein stirnseitiges, genormtes Innengewinde als besonders vorteilhaft herausgestellt hat - bereitstellt, die zu einer 100%igen Kraftübertragung zwischen den Tragwerkelementen führt und eine einfache sowie zeit- und kostensparende Montage - auch in der Kombination mit anderen Materialien - ermöglicht. Weitere Vorteile sind der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen zu entnehmen.
Wenn im folgenden von "Verbindungselement" gesprochen wird, ist ein räumlich orientiertes Bauteil, vorzugsweise aus Metall, insbesondere Stahl, mit winkelversetzten Anschlußmöglichkeiten in drei Dimensionen für obengenannte Holz-Träger gemeint. Beim "Verbindungs- oder Anschlußknoten" handelt es sich um einen Zusammenschluß von mehreren Anschlußteilen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht das Anschlußteil aus zwei in der Hauptebene des Tragwerks, das beispielsweise auch Böden einzelner Geschosse eines Gebäudes bildet, liegende, parallel verlaufenden Platten, und zwar eine Grundplatte und eine davon beabstandete Kopfplatte. Zwischen diesen beiden Platten, vorzugsweise senkrecht zu diesen, sind sogenannte Stirnplatten angeordnet. Sowohl Grund-, Kopf- als auch Stirnplatten weisen jeweils verschiedene Anschlußmöglichkeiten für weitere Verbindungselemente und/oder Holz-Träger auf. Dabei kann es sich beispielsweise um Bohrungen handeln, die zur Aufnahme von Schraubverbindungen bildenden Mitteln ausgelegt sind.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dienen die Stirnplatten dazu, eine Verbindung zwischen Holz-Trägern und Anschlußteilen sowie zwischen Anschlußteilen untereinander zu ermöglichen. Auf diese Weise kann ein auch eine Hauptebene größerer Abmessungen bildendes Tragwerk erstellt werden. Die Grund- und Kopfplatte bieten die Möglichkeit, die die senkrecht zur Hauptebene verlaufende Stützebene bildenden Holz-Träger anzukoppeln. Diese Stützebenen können beispielsweise Wände innerhalb eines Gebäudes darstellen bzw. zu diesen durch in vielfältiger Weise mögliche Verkleidungen ausgebaut werden, während die Hauptebenen die Etagenbodenbasis darstellen.
Für die Verbindungen zwischen Holz-Trägern und Anschlußteilen eignet sich grundsätzlich jegliche Art lösbarer Verbindungen; bevorzugt sind jedoch Schraubverbindungen, da die dazu erforderlichen Elemente genormt in jedem Baumarkt erhältlich sind und sich dadurch Sonderanfertigungen erübrigen, was sich positiv auf die Kosten des gesamten Tragwerks auswirkt. Das erfindungsgemäße Tragwerk läßt sich somit auf einfache Weise, selbst von einem Laien, zusammensetzen und ermöglicht es jedem Bauherrn, sein Eigenheim in einem nicht unerheblichen Umfang selbst zu erstellen. Dazu sind lediglich eine geringe Anzahl von Bauelementen erforderlich, nämlich die Anschlußteile, die Holz-Träger sowie Mittel zum Herstellen einer Verbindung zwischen den Holz-Trägern und den Anschlußteilen, wobei diese Mittel erfindungsgemäß in den Holz-Träger integriert werden.
Für derartige Mittel schlägt die Erfindung einen Verbundanker gemäß dem Patentanspruch 18 vor, der gemäß den sich anschließenden Patentansprüchen in der nachfolgend beschriebenen Weise gestaltet sein kann und zu einer überraschend einfachen und tragfähigen Verbindung mit vielfältigen Ausgestaltungsmöglichkeiten führt.
Der erfindungsgemäße Vorschlag, der einen von den bisher bekannten Verbindungsvorschlägen völlig abweichenden Weg einschlägt, ermöglicht erstmalig eine Art "Innen-Vernagelung", die unvorhersehbare Einsatzmöglichkeiten eröffnet. Abgesehen von der dadurch möglichen, materialsparenden Verkürzung der tragende Belastungen übernehmenden Verbindungsmittel besticht die neuartige Verbindung durch einen einfachen Aufbau, der keiner sichernden zusätzlichen Elemente bedarf.
Verbindungselemente zum Einsatz an unterschiedlichen Bauelementen, und zwar unterschiedlich insbesondere sowohl hinsichtlich Form als auch Material, sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Ihnen kommt insbesondere bei Konstruktionssystemen eine besondere Bedeutung zu, die Belastungen ausgesetzt sind, wie dies beispielsweise bei Gebäuden und dgl. der Fall ist. Hier haben sich verschiedenartige Tragsysteme durchgesetzt, die sowohl hinsichtlich der einzusetzenden Materialien als auch der kräftemäßigen Belastungen den unterschiedlichsten Anforderungen gerecht werden müssen. Dies gilt vorrangig für die Tragfähigkeit der Einzelteile und des Gesamtaufbaues - auch unter Berücksichtigung der Zweckmäßigkeit sowie für den optischen Gesamt- und Detaileindruck.
Ein typisches Beispiel für die hier angesprochenen Konstruktionen ist der Holz-Hochbau, bei dem Balken od.dgl. Tragelemente miteinander zu tragfähigen Wand-, Boden- und/oder Dachtragwerken verbunden werden. Dabei kommen auch verschiedene Werkstoffkombinationen zum Einsatz, d.h. der Werkstoff Holz kann mit Beton als Füllmasse sowie auch mit Kunststoff oder Metallteilen kombiniert werden. Für den Werkstoff Holz kommen Vollhölzer, Brettschichthölzer und andere Holzwerkstoffe in Frage, wobei die Vollhölzer in Form von Rundhölzern, Balken, Kanthölzern, Brettern sowie in jüngster Zeit Kreuzbalken in Frage, die im Vergleich zur Größe ihres Querschnitts relativ hohe Kräfte aufzunehmen und zu übertragen in der Lage sind.
Verbindungen, insbesondere im Bereich der Enden dieser Bauelemente sind vielfältig entwickelt und in die Praxis eingeführt worden. Hierzu seien lediglich als Beispiel einige bekannte Möglichkeiten angegeben, so z.B. quer zur Balkenlängsachse im Bereich von Nut- und Federverbindungen eingetriebene Dübel mit Bolzen und zusätzlichen Schraubnägeln oder Nagelanschlüsse mit Decklaschen oder Zapfen mit quergerichteten Hartholzdübeln oder eingelassener T-Stahl mit Stabdübeln oder Zapfen, insbesondere Scherzapfen und dgl. mehr. Stirnseitige Anschlüsse können bekanntermaßen auch durch einen sogenannten Balkenstoß erreicht werden, bei dem mittels quergerichteter Dübel besonderer Bauart die Balkenseiten im Bereich ihrer Enden beidseitig mit Tragteilen zur Kraftübertragung belegt sind.
All diesen Verbindungen haftet der erhebliche Nachteil an, daß die damit aufgebauten Systeme sehr aufwendig sind, und zwar sowohl in der Herstellung - so z.B. bei Stoßverbindungen über in den zu verbindenden Tragteilen anzuformende Zapfen und Nuten - als auch hinsichtlich der Vielzahl der erforderlichen Einzelteile, die im übrigen angepaßt und aufwendig und häufig vor Ort in montageunfreundlichen Positionen montiert werden müssen. Darüber hinaus lassen sich diese bekannten Verbindungssysteme nur so realisieren, daß sie nach außen sichtbar sind, es sei denn in den betreffenden Bereichen, z.B. im Bereich der Laschen oder Dübelstirnseiten, würden zusätzliche Kaschierungsmaßnahmen vorgenommen.
In dem Bestreben, diese Nachteile zumindest zu verringern, sind Vorschläge gemacht worden, die eine stirnseitige Verbindung der vorgenannten Tragelemente, insbesondere von Holzträgern vorsehen. Hierzu gehört eine Dübelverbindung, die mit Stahlankern arbeitet, die in Holzwerkstoffe eingeklebt werden. Dazu muß zunächst stirnseitig eine Ausfräsung vorgenommen werden, um den Dübel einzusetzen und dort zu verkleben, mit dem dann ein entsprechender Aufsatz als Verbindungsmittel in Eingriff gebracht wird. Abgesehen davon, daß wegen der Notwendigkeit einer zuverlässigen Klebeschicht sowie werkzeugbedingt die Tiefe der Ausfräsung und damit die Dübellänge und damit wiederum die Trag-, insbesondere die Zugfähigkeit begrenzt sind, ist der Aufwand bei der Herstellung dieses Verbundsystems nicht unerheblich und erfordert zusätzliche Arbeitsschritte bei der Herstellung dieses Tragelements, nämlich das Ausfräsen einer passenden stirnseitigen Bohrung sowie dann das Einkleben eines passenden Dübels.
Bei einem weiteren bekannten Vorschlag werden sogenannte Anker verwandt, die quer zur Tragelementlängsachse eingebrachte Stabdübel benötigen. Dieses bekannte System besteht aus fünf Grundelementen, nämlich Stabdübeln, Ankerkörper, Vergußmasse, Anschlußschraube und Anschweißmuffe. Dieses bekannte System weist somit zumindest auch die zuvor aufgezeigten Nachteile auf, wobei zusätzlich die Verfüllung mit Vergußmörtel und die bereits angesprochene optische Beeinträchtigung zu erwähnen sind.
In der EP 0 159 452 A1 werden Knotenpunktverbindungen für Holzstäbe dargestellt und beschrieben, die für Fachwerke, d.h. nur für Zug- und Druckstäbe geeignet sind. Beim Stand der Technik, wie beispielsweise Fig. 3 in der EP 0 159 452 A1 zeigt, muß eine gezielte, dem Verbindungselement hinsichtlich Länge und Tiefe angepaßte Ausnehmung in einem zusätzlichen Arbeitsschritt in die Balkenteile eingebracht werden. Außerdem sind im Trägerstirnbereich besondere Anknüpfungsmaßnahmen erforderlich, die die Kraftübertragungsverhältnisse nicht reproduzierbar und unübersichtlich machen.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ohne zusätzliche Maßnahmen seine Elemente optisch nicht erkennbar sind, wobei gleichzeitig die Zahl der für diese Verbindung erforderlichen Einzelteile minimiert und der Installationsaufwand auf einen minimalen Aufwand reduziert wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser überraschend einfachen Lösungskonzeptionen sind in den Unteransprüchen angegeben. Neben der Einfachheit der mit der Erfindung vorgeschlagenen, insbesondere durch den beanspruchten Einbau des neuartigen Verbundankers erzielten Verbundsysteme, zeichnen diese sich durch einen zuverlässig vergleichsweise außerordentlich hohen Wirkungsgrad von 100 % aus.
Unter einem "Kreuzbalken" versteht man einen Balken, der durch Längsteilen eines oder mehrerer Baumstämme und Drehen der Teilstücke um ihre Längsachse sowie anschließendes Verbinden dieser Teile zu einem neuen Balken entsteht, wobei durch die dann innen liegenden, ursprünglich die Außenfläche des Baumes bzw. der Bäume bildenden gewölbten Flächen eine sich im wesentlichen zentrisch längs durch den Kreuzbalken erstreckende Öffnung entsteht.
Durch die erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehene Verwendung eines Kreuzbalkens ergeben sich überraschend Vorteile, die insbesondere darin bestehen, daß neben dem Einsparen von Holz und der Minimierung von Schwindrissen bei gleichzeitig widerstandsfähigerem Außenbereich das Verbindungselement innenliegend angeordnet ist und damit bezogen auf den Balken in der nicht kraftübertragenden Ebene (neutrale Faser), was statisch eigentlich unüblich ist, denn normal wäre es vielmehr, beim Kreuzbalken beispielsweise in den vier Ecken je ein Verbindungselement vorzusehen, wie auch bekannte Verbindungsarten von Kreuzbalken zeigen, nicht jedoch im Zentrum. Beim erfindungsgemäßen Verbundsystem liegt das Verbindungselement in einer statisch eigentlich unüblichen Ebene und ist damit selbst keinen Biegekräften ausgesetzt.
Des weiteren macht sich die Erfindung in ihrer bevorzugten Ausgestaltung die Tatsache zunutze, daß eine bei Kreuzbalken ohnehin vorhandene zentrische axial Ausnehmung für die Einlage des Verbundankers genutzt wird. Bei Verwendung beispielsweise eines Leimbinders für den Träger wird erfindungsgemäß in einem zusätzlichen Arbeitsschritt mindestens eine durchgehende nutartige Rinne in mindestens einem Tragelementteil vorgesehen.
Je nach Abmessungs- und räumlichen Gegebenheiten sowie Belastungsanforderungen sind vielfältige, im einzelnen erhebliche Vorteile mit sich bringende Ausgestaltungen realisierbar. Dies trifft sowohl für den Verbundanker selbst als auch für die Tragelemente zu, und zwar u.a. sowohl hinsichtlich der Form und des Materials der Verbundanker als auch der Art der Verbindung der Tragelemente.
So kann der Kern des Verbundankers in seiner einfachsten Form stangenförmig und können die Dorne mit glatter Oberfläche gestaltet sein. Wird der Kern in weiterer Ausgestaltung nicht geradlinig sondern wellenförmig ausgeführt, so wird dadurch ein noch sichererer Halt erzielt mit der Folge, daß der Verbundanker kürzer gehalten werden kann. In diesem Sinne kann eine weitere Verbesserung dadurch erzielt werden, daß die Kernoberfläche geriffelt oder mit Erhebungen versehen ist. Auch hinsichtlich der Querschnittsform des Kerns sind verschiedene Ausgestaltungen möglich; so kann der Kern einen runden, insbesondere kreisrunden Querschnitt oder auch einen mehreckigen, insbesondere quadratischen oder dreieckigen Querschnitt besitzen.
Auch die Anschlußmöglichkeiten, die an mindestens einem Kernende vorgesehen werden, sind in vielfältiger Weise denkbar, wobei sich ein stirnseitiges Innengewinde an mindestens einem Kernende als besonders vorteilhaft herausgestellt hat. In dieses Innengewinde kann beispielsweise ein Gewindezapfen od.dgl. eingeschraubt werden, der an seinem freien Ende zusätzlich Anschlußelemente tragen kann oder auch haken-, kugel-, knopf-, ösenförmig oder ähnlich ausgestaltet sein kann. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, stirnseitig am Kernende ein Außengewinde vorzusehen oder einen Gewindebolzen mit geringerem Durchmesser als dem Kerndurchmesser anzuformen. Darüber hinaus kann der Verbundanker in ein mit mindestens einem weiteren Bauteil zu verbindendes Bauelement eingelegt werden und sich gegebenenfalls auch quer durch den Balken erstrecken.
In einfachster Ausgestaltung sind die Dorne einstückig mit dem Kern verbunden und können dabei sowohl unregelmäßig oder auch gleichmäßig auf der Außenfläche des Kerns verteilt sein. Auch hinsichtlich ihrer axialen Ausrichtung sind je nach den Anforderungen verschiedene Varianten möglich, wobei es sich im Hinblick auf das nachfolgend im einzelnen noch zu erläuternde Verfahren zum Einbringen der Anker in das Tragelement bei der Herstellung des Verbundsystems für eine maximale Belastungsmöglichkeit als vorteilhaft herausgestellt hat, die Dornachsen senkrecht zur Kernlängsachse verlaufen zu lassen, wobei insbesondere eine Hälfte der Anzahl der Dorne in eine Richtung und die andere Hälfte in die entgegengesetzte Richtung weisen.
Wenn die Dorne parallel zueinander ausgerichtet sind, ergibt sich für das Einbringen (Einpressen) des Verbundankers in die Tragelemente der Vorteil relativ geringer aufzubringender Eindringkräfte. Dabei können die Dorne auf der Außenfläche des Kerns längs seiner Längsachse in parallelen Reihen angeordnet sein, wobei die Dorne einer Reihe versetzt zu den Dornen zumindest einer benachbarten Parallelreihe stehen können.
Zwar ist die Anzahl der in jede der beiden oben angegebenen Richtungen weisenden Dornenreihen je nach Anforderung beliebig, jedoch haben sich bei einem rautenförmigen, insbesondere quadratischen Querschnitt des Kerns jeweils vier in eine Richtung weisende Dornreihen als vorteilhaft erwiesen, wobei wiederum jeweils zwei Reihen sich auf einer der Quadratseitenflächen befinden. Die Dornreihen können darüber hinaus geradlinig und parallel zur Kernlängsachse jedoch auch diagonal zu dieser verlaufen.
Wie bereits erwähnt, besitzen die Dorne in ihrer einfachsten Ausführung eine glatte Oberfläche; diese kann jedoch auch abgestuft sein, wobei sich mindestens eine Hinterschneidung an jedem Dorn befindet, die den Dorn umlaufend ausgebildet sein kann. Die Oberfläche kann jedoch auch ähnlich wie bei einem Drillnagel gestaltet sein, eine umlaufende, insbesondere spiralförmige Wulst aufweisen oder auch sägezahnartig geformt sein.
Vorzugsweise sind die Dorne einstückig mit dem Kern verbunden, was insbesondere dann der Fall ist, wenn der Verbundanker gegossen ist und beispielsweise aus Eisen, Temperguß, Stahlguß, Messing oder Aluminium besteht; auch die Herstellung aus Keramik ist möglich. Auch kann der erfindungsgemäße Verbundanker aus Blechen hergestellt werden. Insgesamt bieten sich als Herstellungsverfahren insbesondere Pressen, Stanzen, Drücken, Kanten, Nibbeln, Fräsen, Drehen und/oder geeignete Umformverfahren je nach Material und Anforderungen an.
Wie bereits erwähnt, wird mit dem erfindungsgemäßen Verbundanker ein Verbundsystem möglich, mit dem eine stirnseitige Verbindung von Tragelementen zu schaffen ist. Die in diesem Zusammenhang erwähnte quasi Innenvernagelung des Verbundankers im Tragelement wird dadurch erreicht, daß der bzw. die Verbundanker in das Tragelement eingelegt bzw. eingedrückt oder eingepreßt wird bzw. werden. Die in Frage kommenden Tragelemente sind demzufolge derart, daß sie aus mehreren Teilelementen bestehen, wie dies beispielsweise bei sogenannten Kreuzbalken der Fall ist, die aus vorzugsweise vier entsprechend zugeschnittenen Balkenvierteln mit dem Fachmann geläufiger, spezieller Ausrichtung der Jahrringe zu einander zusammengeleimt werden, um dadurch eine besonders hohe Tragfähigkeit zu erreichen.
Wenngleich die Erfindung sich insbesondere bei Verwendung von Kreuzbalken durch große Vorteile auszeichnet, können auch andere verleimte Holzbauelemente, wie Normalbalken, Brettschichtleimbinder od.dgl. Verwendung finden, in die die Verbundanker während des Herstellungsprozesses lagegerecht eingepreßt werden. Im Falle der ebenfalls möglichen Verwendung bei Kunststoff- und/oder Betonträgern wird der Verbundanker vorzugsweise eingegossen.
Wenn hier von "Balken" oder "Trägern" gesprochen wird, dann ist damit jede Art von Tragelement gemeint, das für einen Verbund vorgesehen wird.
Für die Ausrichtung und Lage der Verbundanker sind verschiedene Positionen möglich, wobei im Normalfall jeder Balken an jedem Ende einen Anker erhält. Für kurze Balken oder bei der auch möglichen Quereinlage der Anker im Balken kann bzw. können der bzw. die Anker sich durch die gesamte Balkenlänge bzw. -dicke erstrecken. Ein sich quer durch den Balken erstreckender Verbundanker empfiehlt sich u.a. an Kreuzungspunkten, an denen dann ein oder mehrere weitere Balken, die jeweils stirnseitig mit dem im Kreuzungspunkt angeordneten Anker verbunden werden, angeschlossen werden.
Durch die erfindungsgemäß zurückversetzte Lage des Verbundankers entsteht das erwähnte "Vorholz", das die mit dem Anker bezweckte Wirkung noch erhöht, d.h. diesen noch wirkungsvoller gegen Herausreißen sichert, und im Belastungsfall zugleich eine günstigere Verteilung der Reaktionskräfte im Bereich der Trägerenden schafft und somit optimale Anbindungen.
Je nach Belastungsfall liegt bzw. liegen der bzw. die Verbundanker in mindestens einer Symmetrieachse; sie können jedoch auch mit hinreichendem Abstand von der Seitenfläche des Balkens in der Zugzone angeordnet werden. Darüber hinaus ist vorteilhafterweise auch eine Anordnung mehrerer Anker übereinander in vorzugsweise paralleler Ausrichtung möglich.
Wie bereits erwähnt, eignet sich das erfindungsgemäße Verbundsystem für mannigfaltige Konstruktionen, wie Holz-Holz-, Holz-Stahl- und/oder Holz-Stahl-Beton-Konstruktionen, sowie selbstverständlich auch in Kombination mit Kunststoff als Tragelement und auch in anderen als den zuvor angegebenen Werkstoffkombinationen derartiger Bauelemente aus Verbundwerkstoffen.
Mit der Erfindung, die zu einem 100%igen Übertragungswirkungsgrad führt, wird in wirtschaftlich und ökologisch vorteilhafter Weise erhebliches Holzvolumen gespart, da die Dimensionen und Querschnitte der Hölzer, die in den jeweiligen Konstruktionen Verwendung finden, schlanker gehalten werden können. Darüber hinaus ist die Montage der Konstruktionen - auch in der Kombination verschiedener Materialien - sehr einfach und zeitsparend. So erübrigen sich beispielsweise bei Konstruktionen, an denen Holzbalken Verwendung finden, die nunmehr aufgrund ihrer schlankeren Ausführung mit zwei Arbeitskräften angehoben und verlegt werden können, große und teure Hebezeuge. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundankers ist aufgrund seines einfachen Aufbaus ebenfalls preiswert und auch industriell als Massenartikel rationell möglich.
Baukonstruktionen, die mit den bisherigen Verbindungsmitteln nur mit einem erheblichen Aufwand und häufig nur sehr schwer zu realisieren sind, lassen sich durch den hohen Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Verbundsystems einfacher und preiswert und darüber hinaus auch in anderen, bisher nicht erreichten Formen realisieren.
Das Einlegen des Verbundankers während des Produktionsprozesses - Verleimung mit anschließender Verpressung der Balkenteilstücke - ist äußerst maßgenau und unter optischer Beobachtung möglich, was bei den eingangs erwähnten, bisher bekannten stirnseitigen Verbindungsvorschlägen nicht der Fall ist, da bei diesen der Dübel bzw. Anker in ein vorgebohrtes, nicht einsehbares Sackloch einzufügen und dort nicht einsehbar verleimt bzw. querverdübelt werden muß. Dem gegenüber werden bei der Erfindung die Balkenteile zu einem kompletten Balken so zusammengeleimt, daß das Einlegen des vorzugsweise zuvor in Leim getauchten Verbundankers in einem Zwischenstadium erfolgt, z.B. wenn die beiden unteren Hälften eines Kreuzbalkens verleimt sind, zu welchem Zeitpunkt dann der Verbundanker genau, gegebenenfalls mit Hilfe einfacher Lasertechniken wiederholbar, sogar auf den Millimeter genau positioniert werden kann. Sobald der Anker entsprechend eingelegt ist, kann zur Lagefixierung ein Vorbohren von Aufnahmeöffnungen für die Ankerdorne erfolgen, was jedoch nicht unbedingt nötig ist; sodann wird der obere Balkenteil, der im Falle eines Kreuzbalkens wiederum aus zwei vorher zusammengeleimten Holzbalkenteilen besteht, auf die verleimte Fläche der unteren Balkenhälfte aufgepreßt, wobei gleichzeitig die Ankerdorne in den oberen und unteren Teil des Balkens eingedrückt bzw. gepreßt werden; im Falle eines auch möglichen Vorpressens des Ankers in die untere Balkenhälfte wird dieser dann während der Endverleimung bis zur endgültigen Tiefe in die untere Balkenhälfte gedrückt. Daraus wird deutlich, daß für das Einbringen des erfindungsgemäßen Verbundankers im Unterschied zum Stand der Technik praktisch keine Zeit benötigt wird.
Wie die vorstehenden Ausführungen zeigen, eignen sich Kreuzbalken hervorragend für das erfindungsgemäße Verbundsystem, da diese von Hause aus aufgrund der entsprechenden Zusammenfügung durch den Verlauf der äußeren Jahrringe einen inneren Hohlkanal aufweisen, in den sich der Ankerkern optimal einfügt.
Auch die Transportlogistik wird erheblich erleichtert, da durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verbundankers Großkonstruktionen nicht mehr im Werk vorbereitet werden müssen, sondern die Einzelteile auf der Baustelle maßgenau verschraubt und somit durch die daraus folgenden Transporterleichterungen Transportkosten eingespart werden können.
Durch die zuverlässige 100%ige Kraftübertragung sind auch die statischen Berechnungen leichter durchzuführen und können bezüglich der Verwendung bestimmter Materialien und der vorzusehenden Dimensionierungen einfacher typisiert und damit zukünftig spezielle Statiken leichter und damit auch preiswerter erstellt werden.
Diese Vorteile kommen schließlich auch dem Bauherrn insbesondere im Falle der Eigenheime zugute, und zwar nicht nur im Hinblick auf die Gestehungskosten, sondern auch aufgrund der Möglichkeit, das einfache Verbundsystem dahingehend zu nutzen, daß gewisse, wenn nicht sogar sämtliche damit zusammenhängenden Arbeiten in Eigeninitiative ausgeführt werden können.
Die erwähnten Vorteile eröffnen für das erfindungsgemäße Verbundsystem schließlich auch über die eingangs erwähnten Anwendungen hinaus neue Einsatzbereiche, z.B. im Brückenbau.
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch ein rationelles Verfahren zur Herstellung der mit einem derartigen Verbindungselement versehenen Tragelemente, wobei an dieser Stelle zu betonen ist, daß dieses Verfahren keinesfalls auf Verbundanker der vorbeschriebenen Art beschränkt ist, sondern sich auch für die Einbringung andersartiger Verankerungen bzw. Verbindungselemente eignet. Eine geeignete Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens ist in ihrer Grundkonzeption im Anspruch 97 mit Ausgestaltungen nach den sich anschließenden Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung macht sich - mit überraschendem und vorteilhaftem Effekt - die Tatsache zunutze, daß in vielen Fällen Tragelemente aus mehreren Teilen aufgebaut sind, wie dies beispielsweise bei Kreuzbalken der Fall ist, die in bekannter Weise unter spezieller Faserausrichtung aus mehreren "Stammteilen" zusammengesetzt, vorzugsweise miteinander verleimt sind und sich durch besonders günstige Trageigenschaften auszeichnen. Erfindungsgemäß wird in den Vorgang des Zusammensetzens der TragelementTeile das Einbringen des Verbindungselements eingebaut. Es ist jedoch auch möglich, die Erfindung auf andere Tragelemente, wie Leimbinder und auch einteilige Träger anzuwenden, wobei letztere dann zunächst in Teilelemente zu zerlegen wären, um anschließend entsprechend der Erfindung verfahren zu können.
Kreuzbalken eignen sich für die Erfindung deshalb besonders, weil sie aufgrund ihrer speziellen Herstellungsart eine zentrale Ausnehmung besitzen, die in vorteilhafter Ausführung der Erfindung für das Einbringen der Verbindungselemente genutzt werden kann, insbesondere wenn es sich um einen Verbundanker gemäß der beanspruchten Art handelt. Bei Verwendung anderer Tragelemente müssen entsprechende Ausnehmungen zunächst eingebracht werden, ohne daß dadurch die hervorragenden Eigenschaften des mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verbundankers zu erstellenden Tragwerks erhebliche Einbuße erlitten.
Anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsmöglichkeiten dargestellt sind, wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1
zwei Anschlußteile mit Bohrungen als Anschlußmöglichkeiten;
Fig. 2
einen Zusammenschluß von vier Anschlußteilen mit daran befestigten Holz-Trägern, die in drei unterschiedliche Richtungen weisen;
Fig. 3
einen Ausschnitt aus einem Gesamttragwerk mit einer ausgeprägt dargestellten, relativ großflächigen Hauptebene, z.B. Stockwerksboden;
Fig. 4
eine perspektivische Darstellung eines Tragwerks mit zwei Hauptebenen, zum Beispiel Stockwerksböden;
Fig. 5
eine Draufsicht auf einen Verbundanker;
Fig. 6
die zusammengeleimte untere Hälfte eines Kreuzbalkens längenmittig unterbrochen;
Fig. 7
das Kreuzbalkenteil gemäß Fig. 6 mit endseitig je einem eingelegten Verbundanker;
Fig. 8
einen weiteren Schritt im Herstellungsprozeß des Verbundsystems und zwar kurz vor dem Zusammenfügen der beiden geleimten Kreuzbalkenhälften;
Fig. 9
den fertiggestellten Kreuzbalken mit eingelegten Verbundankern und endseitigen Anschlußmöglichkeiten;
Fig. 10
eine der Fig. 8 entsprechende Darstellung am Beispiel eines Leimbinders;
Fig. 11
eine Einbausituation, bei der die Anker außerhalb der Mittellängsachse (asymmetrisch zum Balkenquerschnitt) eingelegt werden;
Fig. 12
eine Sprengbilddarstellung eines relativ kurzen Kreuzbalkens mit durchgehendem Verbundanker, in Schnittdarstellung, bei der das "Vorholz" nicht dargestellt ist;
Fig. 13a bis 13e
verschiedene Querschnittsformen der Ankerkerne;
Fig. 14
eine perspektivische Darstellung eines Verbindungsknotens mit zwei im Winkel zueinander gehaltenen, abgeschnitten dargestellten Kreuzbalkenpaaren, von denen jedes aus zwei aufeinandergelegten Kreuzbalken mit je einem Verbundanker besteht;
Fig. 15
eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellte Anlage;
Fig. 16
einen Teil einer Verbundstation einer Schrägzuführung als Teil der Anlage gemäß Fig. 1;
Fig. 17a und b
Einzelheiten der Schrägzuführung für Verbundanker; und
Fig. 18
die Verbundstation, im Querschnitt.
Fig. 1 zeigt zwei Anschlußteile 1, die sich jeweils aus einer sechseckigen Grundplatte 2 und einer dazu parallel angeordneten sechseckigen Kopfplatte 3 zusammensetzen. Senkrecht zu und mit jeder Grundplatte 2 sind jeweils fünf rechteckige Stirnplatten 4-1 bis 4-5 verbunden, mit deren freien oberen Stirnkanten die Kopfplatte 3 fest verbunden ist. Bevorzugt bestehen diese Platten aus Stahl und werden miteinander verschweißt.
Wie Fig. 1 des weiteren zu entnehmen ist, weisen Grund-2, Kopf- 3 und Stirnplatten 4-1 bis 4-5 jeweils Bohrungen 5 auf. Diese dienen dazu, ein Anschlußteil 1 entweder mit einem oder mehreren weiteren Anschlußteilen 1 zu einem Verbindungsknoten - dies wäre hier beispielsweise über die Stirnplatten 4-1 und 4-5 möglich - lösbar zu verbinden, oder bieten die Möglichkeit, einen Anschluß zu weiteren Tragwerkelementen bereitzustellen.
In Fig. 2 ist ein Zusammenbau von Tragwerkelementen zu einer Trag- und Stützkonstruktion ausschnittweise dargestellt, bei dem vier Anschlußteile 1 über ihre Stirnplatten 4-1 bzw. 4-5 derart verknüpft sind, daß jeweils Grundplatten 2 und Kopfplatten 3 in die gleiche Richtung weisen und die Stirnplatten 4-2, 4-3 und 4-4 Anschlußmöglichkeiten für Holz-Träger 6 bieten, die dann die Haupttragebene bilden und sich parallel zu Grund- 2 und Kopfplatte 3 erstrecken. Um beispielsweise den Boden einer Etage damit herzustellen, bedarf es dann nur noch geeigneter Verkleidung.
Die Stirnplatten 4-2, 4-3 und 4-4 sind so angeordnet, daß die daran z.B. durch Schrauben lösbar befestigten Holz-Träger 6 jeweils einen Winkel von 45° miteinander einschließen. Die Stirnplatten 4-1 und 4-5 stehen jeweils senkrecht zu den Platten 4-2 und 4-4.
Im in der Fig. 2 dargestellten Fall, bei dem die Grundplatte 2 nach unten und die Kopfplatte 3 nach oben weist, sind in der Hauptebene vier Holz-Träger 6 jeweils im rechten Winkel zueinander an den Stirnseiten der Verbindungselemente 1 befestigt. Die Verbindung zwischen dem Verbindungsknoten 1 und den Holz-Trägern 6 wurde über die mit der Erfindung vorgeschlagenen Verbundanker (13) (beispielhaft in Fig. 5 dargestellt) hergestellt. Diese Verbundanker ermöglichen eine äußerst einfache endseitige Verbindung der Holz-Träger 6 mit den Anschlußteilen 1, ohne das fertige Tragwerk durch sichtbare Zusatzelemente optisch zu beeinträchtigen. Einzelheiten zum Verbundanker sowie seinen Einbaumöglichkeiten werden weiter unten angegeben.
Auf den Kopfplatten 3 der Anschlußteile 1 sind Holz-Träger 7 montiert, die senkrecht zu den die Hauptebenen bildenden Holz-Trägern 6 ausgerichtet sind und die Stützebenen bilden. Die Verbindung zwischen den Holz-Trägern 7 und dem Verbindungsknoten sind hier in der gleichen Weise ausgeführt, wie die zuvor beschriebenen.
In Fig. 3 ist ein Ausschnitt eines Gesamttragwerks dargestellt, das in seinen nach außen weisenden Eckbereichen Anschlußteile 1 mit Bohrungen 5 besitzt, die ein Anbringen beliebiger Tragwerkelemente und dadurch ein Fortsetzen der Konstruktion des Tragwerks in jeder denkbaren Weise und Richtung ermöglichen. Die Hauptebene des Tragwerks wird durch einen aus vier Anschlußteilen 1, deren Grundplatten 2 nach unten und deren Kopfplatten 3 nach oben weisen, zusammengesetzten, zentralen Verbindungsknoten und durch vier jeweils im rechten Winkel zueinander verlaufende, sternförmig auf den Verbindungsknoten zulaufende Holz-Träger 6 gebildet. Die Holz-Träger 6 sind an dem Verbindungsknoten auf dieselbe Art befestigt, wie bereits im Zusammenhang mit der Fig. 2 beschrieben, nämlich über die Stirnplatten 4-3 der einzelnen Verbindungselemente 1. Am äußeren Ende der gleich langen Holz-Träger 6 ist wiederum jeweils ein Anschlußteil 1 über die Stirnplatten 4-3 befestigt. An diesen äußeren Anschlußteilen 1 sind weitere Holz-Träger 8 so über die Stirnflächen 4-2 bzw. 4-4 angeschlossen, daß die Träger 8 jeweils zwei außen liegende Anschlußteile 1 miteinander verbinden, so daß sich hier als Hauptebene ein Quadrat ergibt.
An den Grundplatten 2 der äußeren Anschlußteile 1 sind nach unten weisende Holz-Träger 9 befestigt, auf denen die Hauptebene abgestützt werden kann. Die Holz-Träger 9 bilden die senkrecht zur Hauptebene angeordneten Stützebenen.
Fig. 4 zeigt eine komplettierte Ausführung eines Tragwerks, bei dem im Unterschied zur Ausführung gemäß Fig. 3 die Hauptebenen aus parallel zueinander verlaufenden Trägern 6 gebildet sind. Dabei liegen quasi in jeder Etage zwei Hauptebenen nebeneinander, so daß bei angrenzenden Ebenen in deren gegenüberliegenden Eckbereichen jeweils zwei Anschlußteile 1 in der dargestellten Weise - in der Zuordnung ähnlich wie in Fig. 1 dargestellt - miteinander verbunden sind, woraus deutlich wird, daß dieses System beliebig erweiterbar ist, ohne daß es dazu irgendwelcher Umbauten bedarf. Der Vorteil dieser Ausführung liegt unter anderem darin, daß die jeweilige Deckenkonstruktion mit parallel zueinander liegenden Deckenbalken aufgebaut wird, die einerseits lediglich einen sehr einfachen Zuschnitt benötigen und andererseits ein gleichmäßiges Ausfüttern ermöglichen.
Selbstverständlich können auch in den Stützebenen versteifende, diagonal verlaufende Träger bei geeignet ausgerichteten Anschlußteilen angebracht werden.
Auf den Holz-Trägern 6 der Hauptebene können z.B. Platten montiert werden; dazu bieten die Kopfplatten 3 der Verbindungselemente 1 nach oben weisende Anschlußmöglichkeiten. Das gleiche gilt für eventuelle Trennwände in den Stützebenen des Tragwerks.
Die Kopf- und Grundplatten stellen somit für jede Montagevariation hervorragende Anlageflächen dar, die die Montage erheblich erleichtern, die letztendlich nur noch das Verschrauben erfordert, das ohne Fachkenntnisse durchgeführt werden kann.
In Fig. 5 ist ein erfindungsgemäßer Verbundanker 13 in Draufsicht dargestellt, und zwar in der Ausführung mit achteckigem Kernquerschnitt und mit in Parallelreihen zueinander versetzt ausgerichteten Dornen 14 und 14a. Die stirnseitige Ausnehmung in Form eines Innengewindes 16 ist gestrichelt ebenfalls erkennbar.
Fig. 6 zeigt die untere Hälfte 11 eines Kreuzbalkens - im Mittelteil unterbrochen, um eine verkürzte Darstellung zu erreichen - die in bekannter Weise aus zwei zusammengeleimten Teilbalkenstücken lla und llb besteht. Stirnseitig ist der Verlauf der Jahrringe schematisch eingezeichnet. Durch das spezielle Zusammenfügen der entsprechend zugeschnittenen Teilstücke lla und llb ergibt sich oberseitig eine nutartige Rinne 12.
Gemäß Fig. 7 sind in diese Rinne 12 zwei erfindungsgemäße Verbundanker 13 - im gezeigten Ausführungsbeispiel an jedem Ende der unteren Balkenhälfte 11 einer - eingelegt, und zwar im hier gezeigten Ausführungsbeispiel mit parallel und senkrecht gerichteten Dornen 14 auf dem Ankerkern 15, der im übrigen stirnseitig mit einer zentralen Ausnehmung 16 versehen und gegenüber der Balkenstirnfläche zurückversetzt ist, so daß beidendig das sogenannte "Vorholz" A geschaffen wird. Im vorangegangenen Beschreibungsteil wurde im einzelnen ausführlich dargelegt, in welcher Weise die einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen Verbundankers 13 gestaltet und ausgeführt sein können.
Im weiteren Verlauf des Herstellungsverfahrens des Trägers wird dann eine entsprechend aus zwei Teilbalkenstücken 17a und 17b bestehende obere Kreuzbalkenhälfte 17 zusammengeleimt und gemäß Fig. 8 von oben auf die gemäß Fig. 7 vorbereitete untere Kreuzbalkenhälfte 11 gepreßt und mit dieser verleimt, wobei die Dorne 14 - ihre "Antipoden" sind in der Darstellung bereits in die untere Kreuzbalkenhälfte 11 eingedrungen - in die obere Kreuzbalkenhälfte 7 gepreßt bzw. gedrückt werden. Wie bereits erwähnt, empfiehlt sich ein Vorbohren der Balkenhälften entsprechend dem Verbundankerdornbild.
Nach Beendigung des Preß- und Verleimvorgangs ergibt sich das erfindungsgemäße Verbundsystem gemäß Fig. 9, in der zur Verdeutlichung die beiden endseitigen Verbundanker 13 gestrichelt sichtbar gemacht wurden. Im übrigen zeigt Fig. 9 eine Möglichkeit einer endseitigen Anbindung an den Verbundankern 13 in Form einer in die mit Innengewinde versehene Ausnehmung 16 eingedrehten Schraube 18 mit Sechskantkopf. Wie bereits an anderer Stelle ausgeführt, sind selbstverständlich Modifikationen sowohl des Stirnendes der Anker selbst als auch der gegebenenfalls daran zu befestigenden Anbindungselemente möglich. Insbesondere kann jeder Verbundanker mit senkrecht zur Längsachse verlaufenden, gegebenenfalls durchgehenden Innengewinden versehen sein, die dann entsprechend weitere, richtungsmodifizierbare Anbindungsmöglichkeiten, beispielsweise in Form von schräg und/oder quer verlaufenden Gewindespindeln ermöglichen.
Die Fig. 10 und 11 zeigen eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Erfindung, und zwar am Beispiel eines Leimbinders 11, 17, der vor Einlegen des Verbundankers 13 zunächst mit der beim Kreuzbalken ohnehin bereits vorhandenen Rinne 12 durch entsprechende spanabhebende Bearbeitung versehen werden muß. Ansonsten gelten die zuvor beschriebenen Maßnahmen zum Herstellen des fertigen Trägers 11/17 entsprechend, mit dem Unterschied gegenüber dem Kreuzbalken, daß beim Leimbinder die beiden Trägerhälften 11 und 17 schichtweise aufgebaut sind.
Fig. 11 zeigt eine weitere Variante, bei der die Verbundanker 13 nicht symmetrisch im Balkenquerschnitt angeordnet sind, sondern außermittig, was sich bei bestimmten Belastungsfällen als vorteilhaft erweisen kann, da dann die Anker 13 je nach Belastungssituation in die Zugzone gelegt werden können, so daß ein entsprechender Einfluß auf die Anbindungsstelle zur Ableitung der Stützkräfte genommen werden kann.
In Fig. 12 ist ein relativ kurzer Kreuzbalken 11/17 kurz vor Fertigstellung des Verbundsystems dargestellt, der mit einem durchgehenden Verbundanker 13 versehen ist, von dem zur Vereinfachung der Darstellung ähnlich wie in den zuvor erläuterten Fig. 7, 8 und 9 nur eine Reihe Dorne 14 vollständig und das "Vorholz" gar nicht dargestellt ist, während von der Reihe auf der benachbarten Schrägfläche - der Kern des hier dargestellten Verbundankers ist im Querschnitt quadratisch - nur einige Dorne 14a aus Gründen der Übersichtlichkeit eingezeichnet sind.
Fig. 13 zeigt einige mögliche Kernquerschnitte, nämlich Fig. 13a einen quadratischen Kernquerschnitt 15a, wobei Fig. 13b schematisch die Einlage in einem Balken 11/17 in Stirnansicht wiedergibt.
Fig. 13c zeigt einen achteckigen Querschnitt 15b, während in Fig. 13d ein kreisringförmiger Querschnitt 15c und in Fig. 13e ein dreieckiger Querschnitt 15d gezeigt ist. In sämtlichen Stirnansichten der Fig. 13 ist die Anbindungsmöglichkeit am Verbundanker 13 in Form eines Innengewindes 16 angedeutet.
Des weiteren zeigt die Fig. 13 eine Möglichkeit der Parallelausrichtung der Dorne 14, und zwar jeweils zur Hälfte senkrecht nach oben und zur anderen Hälfte entgegengesetzt senkrecht nach unten, wobei in diesem Fall dann die Eindrückkräfte zum Zusammenfügen der beiden Balkenhälften in Richtung der Längsachse der Dorne 14 verlaufen. Die Dreiecksform gemäß Fig. 13 kann sich insbesondere da empfehlen, wo die untere Hälfte des Trägers auf der Leimfläche eben gestaltet ist. Selbstverständlich könnten aber auch bei einem Dreieckquerschnitt nach unten gerichtete Dorne 14 vorgesehen werden.
Fig. 14 zeigt besonders eindrucksvoll die enormen Variationsmöglichkeiten der Erfindung am Beispiel eines besonderen Knotenpunktes, bei dem über ein erfindungsgemäßes Anschlußteil 1 vier Kreuzbalken 11/17 miteinander verbunden werden, von denen jeweils zwei aufeinanderliegend parallel ausgerichtet sind und die beiden Paare im rechten Winkel zueinander verlaufen, wie dies typisch im Eckbereich einer Decke (vgl. auch Fig. 4) der Fall ist. Die Verbundanker 13 - in jedem Balken sind in der erläuterten Weise Anker vorgesehen - sind zur Verdeutlichung im dargestellten Ausführungsbeispiel über die Balkenstirnfläche hinausragend gezeigt; im praktischen Anwendungsfall sind die Balken selbstverständlich wesentlich länger und würden die Stirnseite der Anker so gestaltet sein, daß sie in einfacher Weise, beispielsweise durch lediglich Festschrauben der Gewindeköpfe bzw. Schrauben und Muttern 18 an entsprechenden Anschlußteilen 1 befestigt werden können; die in dieser Weise in dem in Fig. 14 dargestellten Ausführungsbeispiel vorgenommene Anbindung der Balken 11/17 an das Anschlußteil 1 ist durch die gewählte perspektivische Darstellung nicht sichtbar, jedoch insbesondere unter Berücksichtigung der Darstellung in den Fig. 1 sowie 9 und 12 ohne weiteres klar.
Fig. 14 macht auch den besonderen Vorteil der erfindungsgemäßen Anschlußteile 1 deutlich, der sich dadurch ergibt, daß die Grundplatte 2 die Kopfplatte 3 seitlich überragt, so daß dadurch eine Abstützfläche und gleichzeitig Anschlagfläche für die angeschlossenen Balken bzw. Träger 11/17 geschaffen wird, die einerseits die Reaktionskräfte zur Entlastung der Verbundanker zumindest teilweise aufnimmt und andererseits fluchtende, winkelgerechte Ausrichtungen zumindest unterstützt, wenn nicht gar garantiert, so daß selbst Laien ein winkelgerechtes Gebäude ohne aufwendiges Ausloten und Wasserwaagen-Hantieren in vergleichsweise kürzester Zeit erstellen können.
Die Zeichnungen verdeutlichen am Beispiel nur einiger der möglichen Ausführungsformen zum einen den einfachen Aufbau und zum andern die äußerst günstige und zeitsparende Herstellung des Verbundsystems, wobei hier nochmals zu betonen ist, daß, wie in der der Zeichnungserläuterung vorangehenden Beschreibung ausgeführt, mannigfaltige Modifikationen möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
In Fig. 15 ist eine bevorzugte Möglichkeit einer Anlage zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, die im wesentlichen aus folgenden Teilen bzw. Stationen besteht:
  • einer aus einer Hobelanlage 21 mit einer Aufgabe 22 und einer Abgabe 23 bestehenden Hobellinie 24;
  • einer Paketaufgabe 25 für die Pressenlinie 26;
  • einem Mikrowellen-Durchlaufofen 27;
  • einer Verleimstation 28;
  • einer Umlade- bzw. Verbundstation 29;
  • einer Pressenstation 211;
  • einem Leimputzgerät 212;
  • sowie einer nachgeschalteten Ablage oder Abgabe 213.
    • Das Verfahren zum Einbringen mindestens eines Verbindungselements in ein Tragelement, nachfolgend am Beispiel eines Verbundankers 214 in einen Kreuzbalken 215, wird beispielsweise wie folgt durchgeführt:
    Ausgangsmaterial für die Kreuzbalken 215 sind Holzbohlen unterschiedlicher Querschnittsabmessungen, die zunächst in der Hobellinie 24 allseitig gehobelt, an entsprechender Stelle abgeschrägt und anschließend mittig getrennt werden. Dabei können die entstehenden Kreuzbalken 125 jede Querschnittsfläche aufweisen. Die entstandenen "Viertelhölzer" 216 werden dann der in Fig. 15 dargestellten Produktionsanlage entnommen und einer nicht dargestellten Bohrstation zugeführt.
    In dieser werden in die Innenseiten 217 der Viertelhölzer 216 des Kreuzbalkens 215 Bohrlöcher derart eingebracht, daß das entstehende Bohrbild dem Dornenbild des Verbundankers 214 entspricht. Diese Bohrlöcher können an beliebiger Stelle entlang der Viertelhölzer 216 eingebracht werden, bevorzugt jedoch endseitig mit Abstand von der Balkenstirnseite, so daß beim Endprodukt das "Vorholz" entsteht, das die mit dem Anker bezweckte Wirkung noch erhöht, d.h. diesen noch wirkungsvoller gegen Herausreißen sichert und den Kräftekegel optimiert.
    Obwohl es auch möglich ist, den Verbundanker 214 in die vorbereiteten Viertelhölzer 216 ohne vorheriges Bohren einzupressen, bringt das Einlegen des Ankers in ein entsprechendes Bohrbild den Vorteil mit sich, daß die Holzfasern nicht spleißen, mit den Dornen mehr Faser getroffen werden und somit die Tragfestigkeit der Tragelemente erheblich, um z.B. etwa 25 % erhöht wird.
    Die Viertelhölzer 216 werden dann über die Aufnahme 25 der Pressenlinie 26 zugeführt, wo sie zunächst in einem Mikrowellen-Durchlaufofen 27 erhitzt werden - als besonders günstig haben sich Temperaturen um 90° bis 100°C erwiesen. Durch dieses Erhitzen kann der sich anschließende Verleimvorgang erheblich verkürzt werden.
    Auf dem Weg zur Verleimstation 28 werden die Viertelhölzer 216 entlang der späteren Leimfugen 218 befeuchtet und dann in der Verleimstation 28 beleimt. Der Leim wird mittels rotierender Düsen aufgetragen, die durch Änderung des Abstandes von der Holzoberfläche und der Drehzahl eine exakte Dosierung ermöglichen.
    In der Umlade- bzw. Verbundstation 29 werden jeweils vier entsprechend obiger Ausführungen vorbehandelte und gebohrte Viertelhölzer 216 und mindestens ein Verbundanker 214 zu einem mindestens ein Verbindungselement aufweisenden Kreuzbalken 215 zusammengesetzt. Das kann sogar von Hand geschehen, wobei die beiden unteren Viertelhölzer 216a, 216b in eine nicht dargestellte Vorform gelegt werden, der bzw. die Verbundanker 214 in einen Leimtopf getaucht und in das bzw. die Bohrbild(er) der unteren Viertelhölzer 216a, 216b eingelegt wird bzw. werden. Danach werden die entsprechend vorbehandelten und gebohrten oberen Viertelhölzer 216c, 216d auf die unteren Viertelhölzer 216a, 216b inklusive des bzw. der Verbundanker(s) 214 paßgenau mit den dort eingebrachten Bohrbildern bzw. dem dort eingebrachten Bohrbild auf das Dornenbild des/der Verbundanker(s) gelegt. Das Einbringen des Verbundankers 214 ist natürlich auch maschinell möglich, wie nachfolgend anhand der Fig. 16, 17a,b und 18 erläutert wird.
    Fig. 16 zeigt die Verbundstation 29 in schematischer, perspektivischer Seitenansicht. Diese Station besteht aus einer Zuführrutsche 219, die gemäß Fig. 17 aus noch zu erläuternden Gründen etwa unter einem Winkel von 45° zum Boden verläuft und deren rostartiger Boden selbst aus mehreren in Zuführrichtung verlaufenden, beabstandeten Rundstäben 220 gebildet wird. Diese Form der Zuführung ist für den bevorzugten Fall gewählt, daß als Verbundanker 214 solche verwendet werden, die aus einem Kern 221 mit abstehenden Dornen 222 bestehen, die dann in der in Fig. 17b gezeigten Weise zwischen die Stäbe greifen und somit sicher geführt werden. Die Schräglage der Zuführrutsche 219 ergibt sich daraus, daß hier am Beispiel eines Verbundankers 214 mit im Querschnitt quadratischem Kern 221 somit eine Auflage und Ausrichtung geschaffen wird, bei der dann die später in das Bohrbild in den Viertelstäben 216 des Tragelementes einzubringenden Dorne 222 sich in Richtung der Bohrung erstrecken.
    Zur Verbundstation 29 gehört neben der zuvor erläuterten Zuführrutsche 219 eine nur durch einen Doppelpfeil A angedeutete Repetiervorrichtung 223, die in Wirkverbindung mit einer Stempeleinheit 224 (siehe Fig. 16) steht. Zur Stempeleinheit 224 gehört ein Stempel 225, der im dargestellten Ausführungsbeispiel vertikal auf- und abbewegbar ist und dessen untere, freie Stirnfläche das Negativprofil des Verbundankers 214 aufweist. Die Repetiervorrichtung 223 befindet sich in paralleler Ausrichtung am unteren Ende der Zuführrutsche 219. Im Betrieb ergreift sie die Verbundanker 214 einzeln und überführt sie in den Bereich unterhalb des Stempels 225, der die Verbundanker 214 durch an seinen Stirnseiten seitlich angeordnete Klemmvorrichtungen 226 reibungsschlüssig aufnimmt. Diese Klemmvorrichtungen 226 sind derart gestaltet, daß sie je nach Ausbildung der Stirnseiten der Verbundanker 214 entweder in dort befindliche Ausnehmungen eingreifen oder dort befindliche vorstehende Bereiche umgreifen. Wie weiter aus Fig. 16 ersichtlich ist, verbleibt während dieser Übergabe jeder Verbundanker 214 in der durch die Zuführrutsche 219 vorgegebenen Winkelstellung, d.h. mit den Dornen 222 vertikal ausgerichtet.
    Der Stempel 225 fährt sodann nach unten, so daß mindestens ein Verbundanker 214 mit seinen Dornen 222 in das Bohrbild der aus zwei Viertelstäben 216a und 216b vorgefertigten unteren Kreuzbalkenhälfte 216a, b eingelegt wird. Die Vorrichtung ist so eingestellt, daß der Stempel 225 nur bis zur Anlage an die obere Stirnfläche der unteren Balkenhälfte 216a, b fährt, d.h. so weit, daß gerade die Dornen 222 in das Material vollständig eingetaucht sind, aber eine Zerstörung durch Einpressen des Kerns 221 in das Balkenmaterial nicht stattfinden kann. Somit wird durch die gegenseitige Zuordnung und das Zusammenwirken der Zuführrutsche 219, der Repetiervorrichtung 223 und der Stempeleinheit 224 eine genaue Ausrichtung und Zentrierung der Verbundanker 214 relativ zur unteren Balkenhälfte 216a, b garantiert.
    Der erfindungsgemäße Verfahrensablauf ist - wenn die Verbindungselemente 214 in ein Tragelement aus weicherem Material als die Verbindungselemente 214 selbst einzusetzen sind - auch ohne ein Vorbohren der Viertelstäbe 216 durchführbar. In diesem Fall muß der Stempel 225 so dimensioniert sein, daß ein Eindrücken der Dornen 222 in die Viertelstäbe 216 möglich ist.
    Die weitere, in den Gesamtablauf integrierte Funktion der hier mehrstufigen, automatischen Verbundstation 29 gemäß Fig. 16 ergibt sich aus der Darstellung in Fig. 18. Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die Verbundstation 29 aus zwei Hauptbereichen, die durch eine schwenk- bzw. drehbare Längsbahn bzw. -aufnahme 227 und eine Schwenkaufnahme 228 gebildet werden. Für diese mehrstufige Verbundstation 29 können in Längsrichtung verteilt mehrere Zuführrutschen 219 (Magazine) nebst Stempeleinheiten 224 vorgesehen sein, was einer rationellen gleichzeitigen Herstellung mehrerer Tragelemente dient. Dazu werden die Viertelhölzer 216 in einer derartigen Länge verarbeitet, daß aus ihnen im zusammengeleimten Zustand durch Trennen quer zur Längsachse mehrere Tragelemente 215 entstehen. Die Verbundanker 214 werden dabei derart über die Länge verteilt angeordnet, daß sich nach dem Trennen nahe dem bzw. im stirnseitigen Endbereich der einzelnen Tragelemente 215 jeweils ein Verbundanker 214 befindet.
    Die eine schwenkbare Längsaufnahme 227 der Verbundstation 29 besteht aus einem um eine Längsachse 229 drehbaren Kreuz 231 mit vorzugsweise vier Aufnahmequadranten 232a, b, c, d.
    Gemäß der Darstellung in Fig. 18 findet im rechten oberen Quadranten 232a das zuvor beschriebene Einlassen bzw. Eindrücken des Verbundankers 214 in ein insoweit vorgefertigtes unteres Kreuzbalkenteil 216a, b statt. Die Viertelhölzer 216a, 16b können dabei schon verleimt und verpreßt sein (Leimaushärten unter Druck). Dabei wird über einen seitlichen Druckzylinder 233 das untere Kreuzbalkenteil 216a, b in seiner Position gehalten.
    Sobald der bzw. die Verbundanker 214 in die untere Balkenhälfte 216a, b eingelassen ist bzw. sind, wird das Drehkreuz 231 entgegen dem Uhrzeigersinn (s. Bogenpfeil B) um 90° verschwenkt, so daß die im oberen linken Quadranten 232b dargestellte Position erreicht wird. Zu diesem Zeitpunkt wurde über die linke, parallel zum Drehkreuz 231 ausgerichtete Schwenkaufnahme 228 ein in ähnlicher Weise wie die untere Balkenhälfte 216a, b zusammengesetzte, eventuell auch schon verleimte und verpreßte "obere" Balkenhälfte 216c, d herangeführt und durch entsprechende Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn (Bogenpfeil C) um die Drehachse 234 in die im mittleren Teil der Fig. 18 dargestellte Lage gebracht, so daß sich die beiden Balkenhälften 216a, b und 216c, d in horizontaler Ebene gegenüberliegen. Mittels eines mit der linken Schwenkaufnahme 228 fest verbundenen und somit die Schwenkbewegungen ebenfalls durchführenden weiteren Druckzylinders 235 wird die obere Balkenhälfte 216c, d in horizontaler Richtung gegen die untere 216a, b gedrückt, wobei an der linken Schwenkaufnahme 228 eine gemäß dem Doppelpfeil D verstellbare Platte 236 vorgesehen ist, um Anpassungen an verschiedene Balkenabmessungen zu gestatten. Durch Betätigen des Druckzylinders 235 wird die "obere" Balkenhälfte 216c, d nach rechts auf die untere zu bis zur Anlage der beiderseitigen Stirnflächen 237 gedrückt, so daß die freistehenden Dorne 222 des bzw. der Verbundanker 214 nun auch in die obere Balkenhälfte 216c, d eingelassen bzw. bei nicht vorhandenem Bohrbild eingedrückt werden. Dabei sind die in Berührung zu bringenden Balkenflächen 237 mit Leim bestrichen.
    Die linke, U-förmige Schwenkaufnahme 228, deren eine Seite durch die verstellbare Platte 236 gebildet ist, wird dann entgegen dem Uhrzeigersinn (Bogenpfeil C) um 90° um ihre Drehachse 234 verschwenkt, so daß die im linken Teil der Fig. 18 dargestellte aufrechte Position erreicht wird. Daraus wird auch deutlich, daß der Druckzylinder 235 die Schwenkbewegung mitmacht.
    Der komplette Holzbalken 215 mit eingelegtem Verbundanker 214 wird nach dem Zusammensetzen automatisch in eine Presse 211 gehoben, in der die Balken verleimt werden. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel geschieht das Verleimen bei Pressendrücken bis zu 210 bar im 5-Minutentakt. Sollte in der Produktionslinie kein Mikrowellen-Durchlaufofen 27 angeordnet sein, so ist ein längeres Verpressen notwendig, was in speziellen, mehrere Balken aufnehmenden Preßstationen durchgeführt werden kann.
    Nach dem Verleimen erfolgt noch ein Reinigen der Kreuzbalken 215 im Leimputzgerät 212.
    Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, Kreuzbalkenstücke 215 mit einer Länge von einem Meter und einem endseitig eingebrachten Verbundanker 214 herzustellen, von denen anschließend jeweils zwei auf einer Keilverzinkungsanlage durch Einsetzen eines beliebig langen Kreuzbalken-Zwischenstücks, das keinen Verbundanker 214 aufweist, zu einem beliebig langen Tragelement mit Anschlußmöglichkeiten an jeder Seite zusammengesetzt werden. Auch das Einsetzen von zwei Zwischenstücken, also das Durchführen von drei Keilverzinkungsschritten ist möglich. Dabei können grundsätzlich Balken bis zu 12 Metern Länge hergestellt werden, bei beispielsweise Querschnitten von 10 x 10, 10 x 20 oder 12 x 24 cm.
    Nach endgültiger Aushärtung des Klebers sind alle beliebigen, bekannten Weiterverarbeitungsschritte möglich, wie beispielsweise Hobeln oder Anfasen oder sonstige spanenden oder montagevorbereitenden Bearbeitungen.
    Die vorstehend beschriebene Anlage stellt mit ihren Verfahrensschritten nur eine Möglichkeit der Herstellung der erfindungsgemäßen Träger dar; insbesondere können Teile weggelassen, ergänzt, ersetzt und/oder zu, den jeweiligen Verhältnissen angepaßt, neuen Fabrikationslinien kombiniert werden.
    Wesentlich für die erfindungsgemäße Verbundankertechnik sind die folgenden Verfahrensschritte:
    Insbesondere können Kreuzbalkenviertelstäbe oder bereits verleimte und maßgenau ausgekehlte Kreuzbalkenhalbhölzer, die vorher aus zwei Kreuzbalkenviertelstäben zusammengeleimt wurden, in einem CNC-gesteuerten Bohrautomaten an definierter Stelle und maßgenau entsprechend dem Verbundankerdornbild vorgebohrt werden.
    Die vorzugsweise vorher einseitig auf ungefähre Fertiglänge sowie anderseitig auf genaue Fertiglänge vorgeschnittenen Kreuzbalkenviertelhölzer bzw. Kreuzbalkenhalbhölzer laufen beispielsweise unter einer Beleimungsstation durch, hinter der die in Leim getauchten Verbundanker in die Bohrbilder eingelegt werden.
    In der Presse werden die Kreuzbalken mit innenliegenden Verbundankern verleimt und anschließend maßgenau auf das exakte Fertigmaß zugeschnitten bzw. -besäumt. Nach diesem Vorgang wird noch eine Feinhobelung der Außenflächen vorgenommen. Es zeigt sich, daß bei optimaler Anordnung hintereinander folgende Produktionsschritte sich die Endbearbeitungsschritte auf das maßgenaue Endbesäumen der Holzbalken sowie auf die abschließende Rundumhobelung des fertigen Kreuzbalkens beschränken.
    Die Verwendung von Leimbindern ist auch möglich, in welchem Fall aufgrund der Mehrlagigkeit auch mehrere Verbundanker übereinander in einen Balken eingelegt werden können, ähnlich der Konzeption mehrerer jeweils mit einem Verbundanker versehener, übereinander angeordneter Kreuzbalken (siehe Fig. 14).
    Damit eröffnen sich unzählige Variationsmöglichkeiten bis hin zum Verbau von Kreuzbalken mit innenliegenden Verbundankern mit mit dem Stahlbau nicht nur vergleichbarer, sondern insbesondere hinsichtlich Feuerschutz sogar überlegener Formstabilität. Durch die zuvor erwähnte genaue längsachsige Bestimmung der Lage der Verbundanker verbunden mit der sehr genau möglichen exakten Bestimmung der Kreuzbalkenöffnung wird eine einwandfreie Anschlußmöglichkeit an statisch wesentliche Bauteile, z.B. an erfindungsgemäße Stahlknotenpunkte geschaffen.

    Claims (96)

    1. Holzträger aus mindestens zwei zu einer Einheit verbundenen Tragelementen zumindest teilweise aus Holz mit einem durchgehenden Hohlraum, in dem sich mindestens ein Verbundanker mit Anschlußmöglichkeiten befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker mit seinem äußeren Ende gegenüber der Balkenstirnseite zurückversetzt ist.
    2. Träger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch je einen Verbundanker (13) an jedem Ende des Balkens (11/17).
    3. Träger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker (13) sich durch die gesamte Balkenlänge erstreckt.
    4. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die endseitigen Verbundanker über einen im Balken mittig angeordneten Stab miteinander verbunden sind.
    5. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen sich quer durch den Balken (11/17) erstreckenden Verbundanker.
    6. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Verbundanker (13) in der Zugzone liegt bzw. liegen.
    7. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Verbundanker (13) in mindestens einer Symmetrieachse liegt bzw. liegen.
    8. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Verbundanker (13) asymmetrisch liegt bzw. liegen.
    9. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Verbundanker (13), parallel zueinander im Balken (11/17) eingelassen sind.
    10. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er in Holz-Holz-, Holz-Stahl- und/oder Holz-Stahl-Beton-Konstruktionen, auch gleicher Materialpaarungen sowie ggf. unter Einschluß von Kunststoff eingesetzt wird.
    11. Träger nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch beliebige Materialkombinationen für Tragelemente aus Verbundwerkstoffen.
    12. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch endseitige Befestigungsmöglichkeiten.
    13. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Kreuzbalken ist.
    14. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Leimbinder, insbesondere ein Brettschichtleimbinder ist.
    15. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer die Haupt- und/oder die Stützebene(n) bildet.
    16. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker (13) ein Innen- (16) und/oder Außengewinde aufweist.
    17. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker (13) Anschlußmöglichkeiten in drei Dimensionen bezüglich der Holz-Trägerachse bietet.
    18. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker (13) aus einem Kern (15) mit abstehenden Dornen (14) besteht und im Bereich mindestens eines Kernendes mindestens eine Anschlußmöglichkeit besitzt.
    19. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker einen stangenförmigen Kern (15) aufweist.
    20. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker einen geradlinigen Kern (15) aufweist.
    21. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker einen wellenförmigen Kern aufweist.
    22. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker einen im Querschnitt runden Kern (15c) aufweist.
    23. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker einen im Querschnitt kreisrunden Kern (15c) aufweist.
    24. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker einen im Querschnitt mehreckigen Kern (15a, 15b, 15d) aufweist.
    25. Träger nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker einen im Querschnitt dreieckigen Kern (15d) aufweist.
    26. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker eine geriffelte Kernoberfläche aufweist.
    27. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker eine Kernoberfläche mit Erhebungen aufweist.
    28. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker ein stirnseitiges Innengewinde (16) an mindestens einem Kernende.
    29. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker eine quer zur Kernlängsachse verlaufende Anschlußmöglichkeit, insbesondere Innengewinde aufweist.
    30. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß Dorne (14, 14a) einstückig mit dem Kern des Verbundankers (15) verbunden sind.
    31. Träger nach dem Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne (14, 14a) parallel zueinander ausgerichtet sind.
    32. Träger nach einem der Ansprüche 30 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Dornachsen senkrecht zur Kernlängsachse verlaufen.
    33. Träger nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hälfte der Anzahl der Dorne (14, 14a) in eine Richtung und die andere Hälfte in die entgegengesetzte Richtung weisen.
    34. Träger nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne (14, 14a) gleichmäßig auf der Außenfläche des Kerns verteilt sind.
    35. Träger nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne ungeordnet, insbesondere statistisch unregelmäßig auf der Kernaußenfläche verteilt sind.
    36. Träger nach einem der Ansprüche 30 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne (14, 14a) in parallelen Reihen auf der Außenfläche des Kerns (15) angeordnet sind.
    37. Träger nach einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne (14) einer Reihe versetzt zu den Dornen (14a) zumindest einer benachbarten Parallelreihe angeordnet sind.
    38. Träger nach einem der Ansprüche 33 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils vier Dornenreihen in eine Richtung weisen.
    39. Träger nach einem der Ansprüche 36 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Dornenreihen geradlinig und parallel zur Kernlängsachse verlaufen.
    40. Träger nach einem der Ansprüche 36 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Dornenreihen diagonal verlaufen.
    41. Träger nach einem der Ansprüche 30 bis 40, gekennzeichnet durch eine abgestufte Oberfläche der Dorne (14, 14a).
    42. Träger nach einem der Ansprüche 30 bis 41, gekennzeichnet durch mindestens eine Hinterschneidung an jedem Dorn (14, 14a).
    43. Träger nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterschneidung den Dorn (14; 14a) umlaufend ausgebildet ist.
    44. Träger nach einem der Ansprüche 30 bis 43, gekennzeichnet durch eine spiralförmig umlaufende Wulst auf der Dornoberfläche.
    45. Träger nach einem der Ansprüche 30 bis 43, gekennzeichnet durch eine sägezahnförmige Dornoberfläche.
    46. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker gegossen ist.
    47. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker durch Pressen, Stanzen, Drücken, Kanten, Nibbeln, Fräsen, Drehen und/oder Umformen hergestellt ist.
    48. Träger nach Anspruch 46 oder 47, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker aus Eisen, Temperguß, Stahlguß, Messing, Aluminium oder Keramik besteht und/oder aus Blechen hergestellt ist.
    49. Verfahren zum Herstellen eines Trägers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 48, dadurch gekennzeichnet, daß
      mindestens zwei zu einer Einheit verbindbare Tragelementteile (11, 7) hergestellt werden,
      mindestens eine durchgehende nutartige Rinne in mindestens einem Tragelementteil vorgesehen wird,
      mindestens ein Verbundanker in die Nut mindestens eines Tragelementes derart eingelassen wird, daß beim Endprodukt der Verbundanker mit seinem äußeren Ende gegenüber der Balkenstirnseite zurückversetzt ist, und
      die Teile derart zu mindestens einem Tragelement zusammengefügt werden, daß ein durchgehender Hohlraum entsteht.
    50. Verfahren nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker (13) während des Herstellungsprozesses des Trägers in diesen eingepreßt, eingelegt und/oder eingeklebt wird.
    51. Verfahren nach Anspruch 49 oder 50, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement aus vier Teilen (11, 11b, 17a, 17b) zusammengefügt wird.
    52. Verfahren nach einem der Ansprüche 49 bis 51, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Teile im wesentlichen gleichen Querschnitt besitzen.
    53. Verfahren nach einem der Ansprüche 49 bis 52, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kreuzbalken als Tragelement eingesetzt wird.
    54. Verfahren nach einem der Ansprüche 49 bis 50, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leimbinder als Tragelement eingesetzt wird.
    55. Verfahren nach einem der Ansprüche 49 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß in jedes Tragelement (11/17) mehrere aus einem Kern (15) mit abstehenden Dornen (14, 14a) bestehende Verbundanker (13) eingebracht werden.
    56. Verfahren nach Anspruch 55, dadurch gekennzeichnet, daß in die Tragelementteile derart Bohrungen eingebracht werden, daß ein Bohrbild entsteht, welches dem Dornenbild des Verbundankers entspricht.
    57. Verfahren nach Anspruch 55 oder 56, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundanker (13) mit seinen Dornen (14) in die Bohrungen eingelegt wird und sodann die restlichen für ein Tragelement erforderlichen, ebenfalls mit Bohrungen versehenen Teile (17a,b) angefügt werden, wobei die noch freistehenden Dorne in die Bohrungen der restlichen Teile (17a,b) eingeführt werden.
    58. Verfahren nach einem der Ansprüche 55 bis 57, dadurch gekennzeichnet, daß nach im wesentlichen koaxialer Ausrichtung der Verbundanker (13) auf mindestens eines der Tragelementteile dessen Dorne (14) in das bzw. die Tragelementteil(e) (11) gepreßt und sodann die restlichen für ein Tragelement erforderlichen Teile (17) angefügt werden, wobei die dann noch freistehenden Dorne (14) in die restlichen Teile (17) gepreßt werden.
    59. Verfahren nach einem der Ansprüche 49 bis 58, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelementteile (11,17) erhitzt werden.
    60. Verfahren nach einem der Ansprüche 49 bis 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelementteile (11,17) miteinander und mit dem Verbindungselement (13) befeuchtet und/oder verleimt werden.
    61. Verfahren nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß der Leim unter Druck ausgehärtet wird.
    62. Verfahren nach einem der Ansprüche 55 bis 61, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Ausnehmung im wesentlichen denen des Verbundankerkerns (15) entsprechen.
    63. Verfahren nach einem der Ansprüche 55 bis 62, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelementteile, insbesondere Kreuzbalkenviertelstäbe oder bereits verleimte und maßgenau ausgekehlte Kreuzbalkenhalbhölzer in einem CNC-gesteuerten Bohrautomaten an definierter Stelle entsprechend dem Verbundankerdornbild vorgebohrt werden.
    64. Verfahren nach einem der Ansprüche 55 bis 63, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelementteile zumindest einseitig auf genaue Fertigungslänge vorgeschnitten, durch eine Beleimungsstation geführt und nach dem Beleimen mit Leim überzogene Verbundanker in die Bohrbilder eingelegt werden.
    65. Verfahren nach Anspruch 63 oder 64, dadurch gekennzeichnet, daß die Leimbinder bzw. Kreuzbalken (11/17) mit den innenliegenden Verbundankern (13) vorzugsweise unter Wärmeeinwirkung verleimt und anschließend maßgenau auf das Fertigmaß zugeschnitten bzw. besäumt werden.
    66. Verfahren nach Anspruch 65, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen feingehobelt werden.
    67. Verfahren nach einem der Ansprüche 60 bis 66, dadurch gekennzeichnet, daß mehrlagig mit jeweils zwischengelegten Verbundankern (13) verleimt wird.
    68. Verfahren nach einem der Ansprüche 49 bis 67, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Länge der Tragelemente durch Verbinden von zwei endseitig mit einem Verbundanker versehenen Tragelementen, gegebenenfalls mit mindestens einem Zwischenstück beliebiger Länge, erreicht wird.
    69. Verfahren nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Tragelements mit dem bzw. den Zwischenstück(en) mittels Keilverzinkung erfolgt.
    70. Tragwerk mit mindestens einem Träger gemäß einem der Ansprüche 1 bis 48 mit mindestens einer Hauptebene und mindestens einer im Winkel zu dieser verlaufenden Stützebene, insbesondere für Gebäude, gekennzeichnet durch in den Ebenen angeordnete Holzträger (6 bis 9; 11/17) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 48.
    71. Tragwerk nach Anspruch 70, gekennzeichnet durch mehrere parallel zueinander verlaufende Haupt- und zwischen diesen, senkrecht zu ihnen angeordneten Stützebenen der Gebäude.
    72. Tragwerk nach Anspruch 71 oder 72, gekennzeichnet durch räumlich orientierte Anschlußteile (1), die in den drei Dimensionen Möglichkeiten zum winkelversetzten, lösbaren Anschließen für mindestens zwei Holz-Träger (11/17) aufweisen.
    73. Tragwerk nach einem der Ansprüche 70 bis 72, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil mindestens eine in einer der Hauptebenen des Tragwerks oder parallel zu ihr liegende Grundplatte (2) und mindestens eine mit Abstand von der Grundplatte (2), parallel zu ihr angeordnete Kopfplatte (3) besitzt.
    74. Tragwerk nach einem der Ansprüche 70 bis 73, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (2) die Kopfplatte (3) seitlich überragt.
    75. Tragwerk nach einem der Ansprüche 70 bis 74, gekennzeichnet durch zwischen Grund- (2) und Kopfplatte (3), senkrecht zu diesen, winklig zueinander angeordnete Stirnplatten (4).
    76. Tragwerk nach einem der Ansprüche 70 bis 75, dadurch gekennzeichnet, daß Grund- (2) und Kopfplatte (3) sechseckig sind.
    77. Tragwerk nach einem der Ansprüche 70 bis 76, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatten (4) viereckig sind.
    78. Tragwerk nach einem der Ansprüche 70 bis 77, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatten (4-1 bzw. 4-5) jeweils senkrecht zu den Stirnplatten (4-2 bzw. 4-4) angeordnet sind.
    79. Tragwerk nach einem der Ansprüche 70 bis 78, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatten (4-2, 4-3 und 4-4) im Winkel von 135° zueinander angeordnet sind.
    80. Tragwerk nach einem der Ansprüche 70 bis 79, gekennzeichnet durch Anschlußmöglichkeiten für die Holz-Träger (6) in Grund- (2), Kopf- (3) und Stirnplatten (4).
    81. Tragwerk nach einem der Ansprüche 70 bis 80, dadurch gekennzeichnet, daß Grund- (2), Kopf- (3) und Stirnplatten (4) miteinander verschweißt sind.
    82. Tragwerk nach einem der Ansprüche 70 bis 81, gekennzeichnet durch Befestigungselemente aufnehmende Bohrungen (5) als Anschlußmöglichkeiten.
    83. Tragwerk nach einem der Ansprüche 70 bis 82, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatten (4) mit den übereinander parallel verlaufenden Seitenkanten (S) von Grund- (2) und Kopfplatte (3) fluchten.
    84. Tragwerk nach einem der Ansprüche 70 bis 83, gekennzeichnet durch mehrere, vorzugsweise stirnseitig miteinander verbundene Anschlußteile (1).
    85. Tragwerk nach einem der Ansprüche 70 bis 84, dadurch gekennzeichnet, daß Grund- (2) und Kopfplatte (3) Anschlußmöglichkeiten für in den Stützebenen verlaufende Holz-Träger (6) aufweisen.
    86. Tragwerk nach einem der Ansprüche 70 bis 85, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatten (4) Anschlußmöglichkeiten für in den Hauptebenen verlaufende Holz-Träger (6) aufweisen.
    87. Tragwerk nach einem der Ansprüche 70 bis 86, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hauptebenen als Deckenkonstruktion mehrere parallel zueinander verlaufende Träger (6) angeordnet sind.
    88. Tragwerk nach Anspruch 87, dadurch gekennzeichnet, daß die Decken ausschließlich aus parallel zueinander verlaufenden Trägern (6,8) aufgebaut sind.
    89. Vorrichtung zum Einbringen eines Verbundankers in ein Tragelement mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 49 bis 69, gekennzeichnet durch eine Umlade- bzw. Verbundstation (29), in der vorbereitete Tragelementteile (216) zusammengefügt und mindestens ein Verbindungselement (214) eingelegt wird, eine Hobelanlage (21) zum Herstellen der Nut, eine Leimstation (28) sowie eine Pressenstation (211).
    90. Vorrichtung nach Anspruch 89, gekennzeichnet durch eine Bohrstation.
    91. Vorrichtung nach Anspruch 89 oder 90, gekennzeichnet durch einen Mikrowellen-Durchlaufofen (27).
    92. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 89 bis 91, gekennzeichnet durch ein Leimputzgerät (212).
    93. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 89 bis 92, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlade- bzw. mehrstufige Verbundstation (29) mindestens eine Zuführrutsche (219) für die Verbindungselemente (214) und mindestens eine multifunktionelle Stützvorrichtung (227) für Tragelementteile aufweist.
    94. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 89 bis 93, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbundstation (29) ein Magazin mit einer Zuführrutsche (219) und eine dieser endseitig zugeordnete Repetiereinheit (223) gehört.
    95. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 89 bis 94, gekennzeichnet durch eine mehrteilige Verbundstation (29), deren in Längsrichtung parallele Stützteile (227, 228) um ihre Längsachsen (229 bzw. 234) drehbar gelagert sind.
    96. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 89 bis 95, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbar gelagerten Stützteile (227, 228) in ihren Drehpositionen aufeinander abgestimmt sind und in vorgewählten Positionen im Zusammenwirken ein Zusammenfügen von Tragelementteilen gestatten.
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