EP2085532A1 - Vollholz-Balkenbinder - Google Patents

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EP2085532A1
EP2085532A1 EP09450029A EP09450029A EP2085532A1 EP 2085532 A1 EP2085532 A1 EP 2085532A1 EP 09450029 A EP09450029 A EP 09450029A EP 09450029 A EP09450029 A EP 09450029A EP 2085532 A1 EP2085532 A1 EP 2085532A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
long
solid wood
wood beam
width
timbers
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09450029A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Peter Leitinger
Sebastian Leitinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Holzindustrie Leitinger GmbH
Original Assignee
Holzindustrie Leitinger GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
    • E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
    • E04C3/12—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of wood, e.g. with reinforcements, with tensioning members
    • E04C3/14—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of wood, e.g. with reinforcements, with tensioning members with substantially solid, i.e. unapertured, web

Definitions

  • the invention relates to a solid wood beam binder, which is formed from at least two longwoods glued together.
  • the logs are cut or formatted to the desired size and, if the blanks so cut blemishes, alias weak points, contain these defects or vulnerabilities are removed and the remaining Blank pieces glued by means of frontal finger joints to long wood.
  • glued laminated timber which is made up of several layers of longitudinally galvanized, glued together and offset wedge tine joints boards formed.
  • Beam plywood is made of two, three or more longitudinally glued together beams, which may also be composed of sections that are connected by finger joints.
  • a particular problem is the processing of thick wood, which is understood to mean trees that are at chest height about 40 cm in diameter.
  • Such hardwood has the advantage of higher yield, when processed into solid construction timber.
  • the wood properties are very heterogeneous, i. the strong wood requires a higher selection effort.
  • a wet core or Kemrisse can cause problems. Strong branches also cause worse mechanical properties. For this reason, longwood made of hardwood is rarely cut in one piece from a trunk; usually it is necessary to cut out weak points and glue the sections, as mentioned above, by means of a finger joint to a long wood.
  • the invention has the special task of being able to use this hardwood with the required safety for constructions in which the hardwood takes over supporting functions, from the hardwood formed beam trusses are not formed in the manner of a glued laminated timber from individual together longitudinally glued layers of wood.
  • Fig. 1 to 6 show in each case end views of different embodiments of the beam binder.
  • the Fig. 1 and 2 each show a duobalk, Fig. 3 a trio bar and the Fig. 4 and 4a each a Quattrobalken.
  • the FIGS. 5 and 6 show beam binders in halved natural year ring position.
  • All beam ties are made of long timbers 1, which are glued together with each standing adhesive joint 2. This results in the side surfaces 3 flat structures.
  • the long timbers 1 are in this case composed of a beam binder, as they were cut from the trunk.
  • the width 4 of the individual long timbers 1 is preferably between 100 mm and 600 mm, their thickness 5 from 30 mm upwards, preferably between 40 mm and 80 mm.
  • Fig. 1 the trunk is separated in the middle approximately along the pith tube 6 and the two long logs 1 thus formed are in turn so joined together that the annual rings 7 complement each other.
  • the two long timbers 1 are thus glued together right-right.
  • the long timbers 1 are provided with a L Lucassentthesesnut 8, whose width is 9 at least 1 mm and the depth 10 to about half the thickness 5 of a long timber 1 extends.
  • the L jossentthesesnuten 8 can either extend directly along the medulla tube 6 and reach them, or they run more or less parallel to the medulla tube 6 at a distance 11 thereof, for example, more than 10 mm, wherein the LShsentthesesnuten 8 are provided such that they are one another Distance 12 in the direction of the adhesive surface.
  • the beam binder thickness always extends over at least two thicknesses 5 of the long timbers 1 (duobalken), according to the tri-band Fig. 3 over three and at the quattro beam according to Fig. 4 and 4a over four thicknesses 5 of the longwoods 1.
  • Fig. 3 are three long sticks 1 glued together, in turn, Landsentthesesnuten 8 are provided on the adhesive surfaces.
  • the longitudinal expansion groove 8 of the middle long timber 1 reaches the pith tube 6.
  • the middle long wood is glued with its left sides to the right sides of the two outer long timbers 1.
  • Fig. 2 are long sticks 1 glued together, which are cut out of the tree in a lateral position, so that the heartwood, which has the pith tube, was not used.
  • Fig. 4 and Fig. 4a each show a Quattrobalkenbinder, the two outer long timbers 1 already have a relatively large proportion of sapwood 13.
  • Fig. 5 shows a half duo and Fig. 6 a Halbtriobalkenbinder, for example, made of 320 mm wide and more than 60 mm thick planks, which were each separated on 160 mm wide long logs 1. On the tension side of this beam binder again a high sapwood portion 13 is present.
  • a Halbtriobalkenbinder for example, made of 320 mm wide and more than 60 mm thick planks, which were each separated on 160 mm wide long logs 1.
  • a high sapwood portion 13 is present.
  • All long timbers 1 are advantageously tested, in particular when they are used for greater loads, wherein preferably also their E-modules are determined on the timbers 1, which is done dynamically, for example by ultrasonic measurement, sound or by means of a bending or tensile test only with approximate values can.
  • such tested long timbers 1 with an E-modulus above a certain limit find use in the tension zone or pressure zone of a beam binder.
  • the determination of the modulus of elasticity need only be made approximately for the formation of equivalent batches and can be carried out in the fresh state of the wood or in the dry state of the wood.
  • a particularly good utilization of hardwood can be achieved if the long logs 1 according to the curvature of the trunk, so as the course of the medullary tube following, or parallel to be cut, then by cross-cutting long wood sections are formed by joining by means of finger joints to longwoods 1 in the straightest possible condition for the production of beam binders of great length can be used.
  • the roundwood logs are processed with cutting units to wood edged squared timbers, by milling, which is done optimally with the Zopfende advance.
  • band saws can then be cut from the wood edged square timbers 1. Since the milling can be done with about twice as high feed rate as the bandsaws, it is advisable to rearrange two bandsaw systems of the milling machine for the production of forest-edged squared timbers.
  • the expansion grooves 8 are suitable for providing foreign matter, e.g. for fire retardants or for chips containing information about the solid wood beam binder and / or its longwoods 1, as well as their manufacture, testing, strength or other properties.

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Abstract

Ein Vollholz-Balkenbinder ist, um unter Verwendung von Starkholz eine hohe Sicherheit für Konstruktionen zu erzielen und um Arbeitsschritte und Klebematerial gegenüber Brettschichtholz einzusparen, durch die Kombination folgender Merkmale gekennzeichnet: - mindestens zwei Langhölzer (1), wie Bretter, Latten, Kanthölzer, Bohlen, mit einem Breitenmaß (4) bis 600 mm, vorzugsweise 100 bis 600 mm, und mit einem Dickenmaß (5) von 30 mm aufwärts, vorzugsweise zwischen 40 und 80 mm, die miteinander in der Lage, wie sie aus dem Stamm geschnitten wurden, mit stehender Klebefuge (2) verklebt sind und vorzugsweise eine Splintholzlage oben und/oder unten sowie insbesondere einen Kern ca. in der Mitte aufweisen, - wobei mindestens ein Langholz (1) an der zu verklebenden Seite mit mindestens einer kernseitig liegenden Längsentspannungsnut (8) versehen ist, die entweder die Markröhre (6) erreichend und dieser entlang oder mittig der Breite (4) des Langholzes oder von der Mitte der Breite (4) des Langholzes abweichend längs verläuft, vorzugsweise um mehr als ca. 10 mm abweichend längs verläuft.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Vollholz-Balkenbinder, der aus mindestens zwei Langhölzern, die miteinander verleimt sind, gebildet ist.
  • Um aus Baumstämmen qualitativ hochwertiges Langholz, wie es z.B. als Bauholz Verwendung findet, zu fertigen und hierbei eine einigermaßen gleichmäßige Qualität sicherzustellen, werden die Baumstämme auf das gewünschte Maß geschnitten bzw. formatiert und, falls die so zugeschnittenen Rohlinge Fehlstellen, alias Schwachstellen, enthalten, werden diese Fehlstellen bzw. Schwachstellen entfernt und die verbleibenden Rohlingstücke mittels stirnseitiger Keilzinkenstöße zu Langholz verklebt. Auf diese Art und Weise wird Brettschichtholz, das aus mehreren Lagen von längsverzinkten, miteinander verklebten und versetzt Keilzinkenstöße aufweisenden Brettern gebildet ist, gefertigt. Balkenschichtholz wird aus zwei, drei oder mehreren miteinander längsverklebten Balken, die gegebenenfalls ebenfalls aus Teilstücken zusammengesetzt sind, die mittels Keilzinkenverbindungen verbunden sind, gefertigt.
  • Ein besonderes Problem bildet die Verarbeitung von Starkholz, worunter Bäume verstanden werden, die in Brusthöhe über ca. 40 cm Durchmesser aufweisen. Solches Starkholz weist den Vorteil einer höheren Ausbeute auf, und zwar dann, wenn es zu Konstruktionsvollholz verarbeitet wird. Allerdings sind die Holzeigenschaften sehr heterogen, d.h. das Starkholz bedingt einen höheren Selektionsaufwand. Zudem können ein Nasskern oder Kemrisse Probleme verursachen. Starke Äste bewirken ebenfalls schlechtere mechanische Eigenschaften. Aus diesem Grund wird aus Starkholz gefertigtes Langholz nur selten einteilig aus einem Stamm geschnitten werden können; meist ist es notwendig, Schwachstellen herauszuschneiden und die Teilstücke, wie oben erwähnt, mittels einer Keilzinkenverbindung zu einem Langholz zu verkleben.
  • Zur Sicherung der Güte von in solchen Anlagen gefertigten Keilzinkenverbindungen werden Zerstörungsproben durchgeführt, wobei ein Bruch bei einer für eine solche Zerstörungsprobe vorgesehenen Biegeprobe nicht im Bereich der Keilzinkenverbindung auftreten darf.
  • Es hat sich gezeigt, dass trotz der automatisierten Fehlererkennungsmethoden und trotz nachfolgender eingehender visueller Besichtigung bei der Verwendung von solcherart hergestelltem Langholz unerwartet Brüche - z.B. verursacht durch Stauchbrüche z.B. bei Windbruch, Verleimungsfehler, Verzahnungsfehler, innere Risse, Faserabweichungen etc. - auftreten können, sodass es Bestrebungen gibt, Konstruktionsvollholz von Holzkonstruktionen, bei denen dem Holz eine tragende Funktion zukommt, auszuschließen. Dies ist insbesondere von Nachteil, als hierdurch eine kostengünstige Verwertung als Kantholz aus Starkholz nicht mehr gegeben wäre, d.h. das Starkholz müsste ebenfalls zu mehrlagigem Brettschichtholz oder Balkenschichtholz verarbeitet werden, bei denen verdeckte bzw. nicht aufgefundene Fehlstellen bzw. Schwachstellen in einzelnen Teilstücken in Folge der mehrlagigen Verleimung weniger ins Gewicht fallen.
  • Da in den Wäldern Starkholz überwiegt und der Anteil an Starkholz noch im Steigen begriffen ist, stellt sich die Erfindung die spezielle Aufgabe, gerade dieses Starkholz mit der erforderlichen Sicherheit für Konstruktionen einsetzen zu können, in denen das Starkholz tragende Funktionen übernimmt, wobei aus dem Starkholz gebildete Balkenbinder nicht nach der Art eines Brettschichtholzes aus einzelnen miteinander längsverleimten Holzschichten gebildet sind.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, mit dem für Holzkonstruktionen dienenden Langholz Balkenbinder herzustellen, die auch sehr große Querschnitte aufweisen und hierbei voll eine tragende Funktion übernehmen können, und zwar möglichst gleichwertig einem Leimbinder aus Brettschichtholz, und vorzugsweise sogar höher belastbar sind als diese. Gegenüber einem Brettschichtholz sollen die Herstell-Arbeitsschritte minimiert und ein Übermaß/Hobelverlust reduziert und auch der Leimverbrauch vermindert sein.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Balkenbinder durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:
    • mindestens zwei Langhölzer, wie Bretter, Latten, Kanthölzer, Bohlen, mit einem Breitenmaß bis 600 mm, vorzugsweise 100 bis 600 mm, und mit einem Dickenmaß von 30 mm aufwärts, vorzugsweise zwischen 40 und 80 mm, die miteinander in der Lage, wie sie aus dem Stamm geschnitten wurden, mit stehender Klebefuge verklebt sind und vorzugsweise eine Splintholzlage oben und/oder unten sowie insbesondere einen Kern ca. in der Mitte aufweisen,
    • wobei mindestens ein Langholz an der zu verklebenden Seite mit mindestens einer kernseitig liegenden Längsentspannungsnut versehen ist, die entweder die Markröhre erreichend und dieser entlang oder mittig der Breite des Langholzes oder von der Mitte der Breite des Langholzes abweichend längs verläuft, vorzugsweise um mehr als ca. 10 mm abweichend längs verläuft.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele, die auch in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Die Fig. 1 bis 6 zeigen jeweils Stirnansichten unterschiedlicher Ausführungsformen der Balkenbinder.
  • Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils einen Duobalken, Fig. 3 einen Triobalken und die Fig. 4 und 4a jeweils einen Quattrobalken. Die Fig. 5 und 6 zeigen Balkenbinder in halbierter Naturjahrringlage.
  • Alle Balkenbinder sind von Langhölzern 1 gebildet, die mit jeweils stehender Klebefuge 2 miteinander verklebt sind. Dadurch ergeben sich an den Seitenflächen 3 Fladenstrukturen. Die Langhölzer 1 sind hierbei derart zu einem Balkenbinder zusammengesetzt, wie sie aus dem Stamm geschnitten wurden. Die Breite 4 der einzelnen Langhölzer 1 liegt vorzugsweise zwischen 100 mm und 600 mm, ihre Dicke 5 von 30 mm aufwärts, vorzugsweise zwischen 40 mm und 80 mm.
  • Gemäß Fig. 1 ist der Stamm in der Mitte etwa entlang der Markröhre 6 getrennt und die beiden so gebildeten Langhölzer 1 sind wiederum so zusammengefüge, dass die Jahresringe 7 einander ergänzen. Die beiden Langhölzer 1 sind also rechts-rechtes miteinander verklebt. An den zu verklebenden Seiten sind die Langhölzer 1 mit einer Längsentspannungsnut 8 versehen, deren Breite 9 mindestens 1 mm beträgt und deren Tiefe 10 bis etwa zur halben Dicke 5 eines Langeholzes 1 reicht. Die Längsentspannungsnuten 8 können entweder direkt entlang der Markröhre 6 verlaufen und diese erreichen, oder sie verlaufen mehr oder weniger parallel zur Markröhre 6 in einem Abstand 11 von dieser von z.B. mehr als 10 mm, wobei die Längsentspannungsnuten 8 derart vorgesehen sind, das sie voneinander eine Distanz 12 in Richtung der Klebefläche aufweisen.
  • Die Balkenbinderdicke erstreckt sich erfindungsgemäß stets über mindestens zwei Dicken 5 der Langhölzer 1 (Duobalken), beim Triobalken gemäß Fig. 3 über drei und beim Quattrobalken gemäß Fig. 4 und 4a über vier Dicken 5 der Langhölzer 1.
  • Gemäß Fig. 3 sind drei Langhölzer 1 miteinander verklebt, wobei wiederum an den Klebeflächen Landsentspannungsnuten 8 vorgesehen sind. Die Längsentspannungsnut 8 des mittleren Langholzes 1 erreicht die Markröhre 6. Hier ist das mittlere Langholz mit seinen linken Seiten an die rechten Seiten der beiden äußeren Langhölzer 1 verklebt.
  • Gemäß Fig. 2 sind Langhölzer 1 miteinander verklebt, die aus dem Baum in Seitenlage herausgeschnitten sind, sodass das Kernholz, das die Markröhre aufweist, nicht verwendet wurde.
  • Fig. 4 und Fig. 4a zeigen jeweils einen Quattrobalkenbinder, wobei die beiden äußeren Langhölzer 1 schon einen relativ großen Anteil an Splintholz 13 aufweisen.
  • Fig. 5 zeigt einen Halbduo- und Fig. 6 einen Halbtriobalkenbinder, z.B. hergestellt aus 320 mm breiten und mehr als 60 mm dicken Bohlen, die jeweils auf 160 mm breite Langhölzer 1 aufgetrennt wurden. An der Zugseite dieser Balkenbinder ist wieder ein hoher Splintanteil 13 vorhanden.
  • Sämtliche Langhölzer 1 werden insbesondere dann, wenn sie für größere Belastungen eingesetzt werden, vorteilhaft geprüft, wobei an den Langhölzern 1 vorzugsweise auch deren E-Module festgestellt werden, was beispielsweise durch Ultraschallmessung, Schallmessung oder mittels einer Biege- oder Zugprüfung nur mit Näherungswerten dynamisch erfolgen kann.
  • Vorteilhaft werden solcherart geprüfte Langhölzer 1 mit einem E-Modul über einem bestimmten Grenzwert, wie beispielsweise > 13.000 N/mm2, in der Zugzone bzw. Druckzone eines Balkenbinders Verwendung finden. Die Bestimmung des E-Moduls braucht für das Bilden gleichwertiger Chargen nur näherungsweise erfolgen und kann im frischen Zustand des Holzes oder im trockenen Zustand des Holzes durchgeführt werden.
  • Eine besonders gute Ausnützung von Starkholz lässt sich dann erzielen, wenn die Langhölzer 1 entsprechend der Krümmung des Stammes, also etwa dem Verlauf der Markröhre folgend, bzw. parallel dazu, aufgeschnitten werden, wobei dann durch Querteilen Langholzabschnitte gebildet werden, die durch Aneinanderfügen mittels Keilzinkenverbindungen zu Langhölzern 1 im möglichst geraden Zustand für die Herstellung von Balkenbindern großer Länge einsetzbar sind.
  • Vorzugsweise werden die Rundholzstämme mit Zerspanaggregaten zu waldkantigen Kanthölzern verarbeitet, und zwar durch Fräsen, was optimal mit dem Zopfende voraus erfolgt.
  • Mit Trennbandsägen können anschließend aus den waldkantigen Kanthölzern Langhölzer 1 geschnitten werden. Da das Fräsen mit etwa doppelt so hoher Vorschubgeschwindigkeit erfolgen kann wie das Bandsägen, empfiehlt es sich, zwei Bandsägeanlagen der Fräsanlage zur Herstellung der waldkantigen Kanthölzer nachzuordnen.
  • Werden Keilzinkenverbindungen liegend, d.h. sich über die Breite 4 erstreckend, vorgesehen, ergibt sich der Vorteil, dass die Sichtseite, also die Breitseite der Langhölzer 1, keine Zinkungssicht aufweist.
  • Besonders hoch belastbare Klebefugen 2 ergeben sich, wenn die miteinander zur Verklebung gelangenden stehenden Seitenflächen der Langhölzer 1 vor dem Verkleben durch Fräsen bearbeitet werden. Hierdurch ist nämlich eine sehr gute Benetzung der Klebeflächen mit Klebstoff sichergestellt, wodurch zudem Klebstoffeinsparungen möglich sind.
  • Die Entspannungsnuten 8 eignen sich zum Vorsehen von Fremdstoffen, z.B. für Brandschutzmittel oder für Chips, die Informationen über den Vollholz-Balkenbinder und/oder dessen Langhölzer 1 enthalten, wie über deren Herstellung, Prüfung, Festigkeit oder sonstige Eigenschaften.

Claims (8)

  1. Vollholz-Balkenbinder, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
    - mindestens zwei Langhölzer (1), wie Bretter, Latten, Kanthölzer, Bohlen, mit einem Breitenmaß (4) bis 600 mm, vorzugsweise 100 bis 600 mm, und mit einem Dickenmaß (5) von 30 mm aufwärts, vorzugsweise zwischen 40 und 80 mm, die miteinander in der Lage, wie sie aus dem Stamm geschnitten wurden, mit stehender Klebefuge (2) verklebt sind und vorzugsweise eine Splintholzlage oben und/oder unten sowie insbesondere einen Kern ca. in der Mitte aufweisen,
    - wobei mindestens ein Langholz (1) an der zu verklebenden Seite mit mindestens einer kernseitig liegenden Längsentspannungsnut (8) versehen ist, die entweder die Markröhre (6) erreichend und dieser entlang oder mittig der Breite (4) des Langholzes oder von der Mitte der Breite (4) des Langholzes abweichend längs verläuft, vorzugsweise um mehr als ca. 10 mm abweichend längs verläuft.
  2. Vollholz-Balkenbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (9) der Entspannungsnut (8) mindestens 1 mm beträgt und maximal bis ca. in die halbe Dicke des Langholzes (1) reicht.
  3. Vollholz-Balkenbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schmalseiten der Langhölzer Splintholz (13) und Astbild in Naturlage, d.h. wie im Baum gewachsen, vorhanden ist, mit Astdurchmesser bis zu maximal kleiner der halben Kantholz-/Bohlendicke.
  4. Vollholz-Balkenbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er von hinsichtlich der Längsdehnung und/oder des in Längsrichtung vorhandenen Elastizitätsmoduls geprüften Langhölzern (1), vorzugsweise aus Chargen einzelzuggeprüften Langhölzern (1) mit bestimmter Mindestfestigkeit, gebildet ist.
  5. Vollholz-Balkenbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Langhölzer (1) von Teilstücken, die über Keilzinkenverbindungen miteinander verbunden sind, gebildet sind, wobei die Keilzinkenverbindungen stehend und/oder liegend, d.h. sich über die Breite (4) erstreckend, vorgesehen sind.
  6. Vollholz-Balkenbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine halbierte Naturjahrringlage.
  7. Vollholz-Balkenbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Entspannungsnut (8) Fremdstoffe und/oder ein Element aufgebracht wird, welche der Konservierung, dem Brandschutz und/oder der Informationsmitgabe dienen.
  8. Vollholz-Balkenbinder nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Element in der Entspannungsnut (8) von einem Chip mit Daten der Herstellung sowie Angaben zur Prüfung und Leistungsfähigkeit der Langhölzer (10) bzw. des Vollholz-Balkenbinders gebildet ist.
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