EP3252247B1 - Holzbauteil und nut-feder-verbindung - Google Patents

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EP3252247B1
EP3252247B1 EP16172490.1A EP16172490A EP3252247B1 EP 3252247 B1 EP3252247 B1 EP 3252247B1 EP 16172490 A EP16172490 A EP 16172490A EP 3252247 B1 EP3252247 B1 EP 3252247B1
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EP
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wooden
tongue
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webs
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Hermann Blumer
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Fentech AG
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    • E04B2005/232—Floor structures partly formed in situ with stiffening ribs or other beam-like formations wholly or partly prefabricated with special provisions for connecting wooden stiffening ribs or other wooden beam-like formations to the concrete slab
    • E04B2005/235—Wooden stiffening ribs or other wooden beam-like formations having a special form

Definitions

  • the present invention relates to a wooden component and a tongue and groove connection according to the preambles of claims 1 and 19.
  • Prefabricated houses made of wood are becoming increasingly important.
  • this material is characterized by an excellent ecological balance during construction and good thermal insulation when used later.
  • wooden buildings offer a high quality of living, especially a pleasant indoor climate.
  • this design enables efficient prefabrication of wall and ceiling elements. Accordingly, ecologically advantageous constructions can be created efficiently and cost-effectively in a fast construction process.
  • the DE 20 2010 001 408 U1 describes a wooden building board for ceilings, walls or roofs and with a lower belt plate extending in the longitudinal direction of the wooden building board and one to it parallel upper belt plate.
  • the two belt plates can be joined together spaced apart by a plurality of webs.
  • the WO 2007/068267 A1 describes a wooden building element for building walls.
  • This wooden component has two support plates and a row of several identical supports arranged between them, which keep the plates at a distance from one another.
  • the chambers formed are at least partially filled with insulating materials.
  • the CH 270 480 describes a component composed of at least two panels which are arranged at a distance and are connected to one another by transverse webs.
  • the panels and webs are connected to one another by pins, the pins being worked out on the webs and engaging in corresponding recesses in the panels.
  • the WO 2009/101203 A1 describes a modular construction system for the formation of walls from several individual elements.
  • the individual elements can be joined together horizontally and vertically and they comprise inner and outer wall sections which are arranged parallel to one another. These wall sections are connected to each other by right-angled struts.
  • the wooden component should be able to perform a number of other functions such as heat insulation, heat storage, heat exchange, moisture buffer, fire protection, sound insulation and sound absorption. Constructions created with this should also be simple be mountable. In particular, both an assembly of individual parts on the building and a pre-assembly of larger elements in the factory should be made possible. For the manufacture of the wooden component, solid wood or wooden materials in the types of wood common for construction should be suitable. In addition, either a shell or a noble shell should be possible.
  • Such a wooden component in particular a wooden support, comprises a pair of opposing, in particular elongated, straps and at least one web arranged between the straps that connects the straps to one another.
  • the web has in each case at least one projection in areas lying on the belts, which engages in a recess on the respective belt.
  • a multifunctional wooden component or a wooden support, is created, which is suitable for both wall and ceiling and roof structures.
  • the wooden component can be manufactured easily, in particular without the use of connecting means such as screws or adhesive connections.
  • designs based on this feature are characterized by a high load-bearing capacity, in particular good flexural rigidity.
  • the wooden component can be made from different types of wood, in particular from oak, birch, larch, beech, spruce, fir, pine or ash.
  • the straps preferably consist of a softwood, in particular of pine, spruce or fir.
  • the bridges on the other hand, preferably consist of a hardwood, in particular of birch, beech or ash.
  • other softwood or hardwood species also in the form of plywood or chipboard, are also suitable.
  • the depressions into which the projections of the web or webs engage are designed as boreholes, in particular as blind holes. This enables a particularly efficient production of the belts, for example with so-called CNC machines (Computerized Numerical Control). If the recesses are designed as blind holes, the wooden component also has a smooth, continuous surface on the outside.
  • the belts each have a central profile, which is delimited by edge profiles, the edge profiles being connected to the central profile by means of a bung.
  • This modular structure of the belts allows them to be manufactured in a flexible manner but with high efficiency.
  • edge profiles for example, middle profiles of different widths can be used, which enables the simple production of edge profiles of different widths.
  • middle profiles with different properties for example from different types of wood or with different surface textures, can be realized in a rational manner.
  • the belts can be elongated and the middle profile can be delimited on both sides by two longitudinal profiles running in the longitudinal direction.
  • the depressions into which the projections of the web or webs engage can be provided on the edge profiles.
  • the middle profiles can be adjusted with regard to other aspects such as aesthetics or acoustics.
  • the depressions into which the projections of the web or webs engage can be arranged at regular intervals from one another.
  • the belts can be elongated and the depressions, into which the projections of the web or webs engage, can be arranged in at least one line running in the longitudinal direction. This makes it possible to create a modular system for building wooden components that are adapted to the respective purpose.
  • the wooden component can comprise a plurality of webs arranged between the belts.
  • the webs arranged between the belts can be designed as rungs with end regions abutting the belts, the rungs in the end regions each having a projection, in particular exactly one, which engages in a recess on the respective belt.
  • the at least one web can also be elongated and in particular have a plurality of projections which each engage in a recess on the respective belt.
  • the web itself can also absorb bending forces.
  • At least one elongated web arranged between the belts can be aligned in the longitudinal or transverse direction relative to the belts.
  • a longitudinally aligned web also called a band web, increases the bending strength, bending load-bearing capacity and shear stiffness of the wooden component.
  • One in the transverse direction Aligned bridge makes it possible to connect two adjacent wooden components to one another so that they are resistant to bending.
  • the projection on a web which engages in a recess on a belt, has a round cross section.
  • Round protrusions can be easily achieved by turning, especially with rung-shaped bars.
  • Round projections have the advantage that drilling the corresponding recesses on the straps is comparatively easy.
  • the web or the webs can be essentially cuboid.
  • a wall element which comprises a plurality of wooden components of the type described above, the wooden components on the end face, preferably via a tongue and groove connection, in particular a tongue and groove connection as described below, a bung or a finger joint directly or are indirectly connected.
  • a wall element has a higher stability than the prior art, in particular a better flexural strength.
  • a further aspect of the present invention relates to a ceiling element which comprises a plurality of wooden beams as described above, the wooden beams directly on the end face, preferably via a tongue and groove connection, in particular a tongue and groove connection as described below, a bung or a finger joint or indirectly connected to each other.
  • a ceiling element is characterized by a good flexural strength, whereby a high floor load can be achieved.
  • the element is suitable for individual assembly on the building as well as for factory pre-assembly. It goes without saying that the said ceiling element can also be a roof element.
  • the straps can be elongated and connected to one another in the longitudinal direction via a finger joint.
  • the belts can also be connected directly or indirectly to one another in the transverse direction via a tongue and groove connection, in particular a tongue and groove connection as described below, or a bung.
  • the belts can be connected to one another in the transverse direction, if appropriate additionally by means of webs running in the transverse direction. This increases the bending strength of the element through biaxiality, and thus the floor load-bearing capacity of a ceiling construction based on it.
  • the wooden beams can be indirectly connected to one another and intermediate elements can be arranged between the belts.
  • intermediate elements the weight of the ceiling element can be reduced if wooden beams are not continuously required for the required bending strength.
  • a cavity between the belts and, if appropriate, also between the intermediate elements can be filled with a filler material.
  • the filling material can be thermal insulation, heat storage, a moisture buffer, fire protection, sound absorption or sound absorption. This means that the wall or ceiling elements can perform other functions in addition to the supporting function.
  • a secondary support structure in particular a concrete structure, preferably a steel structure, a glass structure or a plastic structure can be arranged in a cavity between the belts and optionally also on or between the intermediate elements.
  • the use of such a secondary support structure significantly increases the stability of the construction.
  • the use of a fire-resistant secondary support structure in the event of a fire can ensure the structural stability of the structure.
  • a spring is divided into two partial springs.
  • the partial springs have a mutually corresponding profile, in particular a tooth profile, which essentially prevents longitudinal movement of the wooden components, but enables compensation for shrinkage or swelling. This is particularly advantageous in the case of wooden components made of solid wood, since, if no shrinkage or swelling compensation is possible, the structure can be damaged.
  • the partial springs can be held, in particular glued, in the grooves in a force-fitting or material-locking manner.
  • the tongue for such a tongue and groove connection can consist not only of solid wood or plywood, but also, for example, of a plastic or an elastomer.
  • a tongue and groove connection can perform a sealing function in addition to the functions described above.
  • FIG. 1 shows the modular structure of wooden components 1 according to the invention.
  • the straps 2 are constructed from identical edge profiles 8, 8 ', into which different center profiles 7 can be inserted.
  • the depressions 6, into which the projections 5 of the webs 3, 3 ', 3 "engage, are designed as circular bores on the edge profiles 8 and 8'.
  • the bores 6 are each in a regular manner on a line L running in the longitudinal direction of the belts 2 Distance d is arranged.
  • the webs 3, 3 ', 3 can be designed as band webs 3, rungs 3' or double webs 3". In all shown embodiments of the webs 3, 3 ', 3 "there are 4 projections in areas lying on the belts 5 available in the form of circular cones.
  • the pins 5 of the webs 3, 3 ', 3 engage in the recesses 6 of the belts 2.
  • the edge profiles 8, 8' are each connected to the central profiles 7 via a bung 18.
  • Figure 2 shows a fully assembled wooden component 1 according to the present invention.
  • the wooden component 1 shown is intended to be used in the longitudinal direction via finger joints 14 and in the transverse direction Tongue and groove connections 13 with other elements of the Construction to be connected, as can be seen for example from Figure 3.
  • different wooden components 1 are connected to one another via intermediate elements 10 and 10 'of different widths via tongue and groove connections 13.
  • Figure 4 shows a fully assembled ceiling element 9 according to the present invention, with part of the upper straps 2 'being omitted from the illustration for better clarity. It can be seen that in addition to the webs 3 running in the longitudinal direction there are also webs 3 '''running in the transverse direction.
  • the wooden beams 1 are directly connected to one another, ie without intermediate elements 10 via tongue and groove connections 13.
  • the webs 3 running in the longitudinal direction and the belts 2, 2 'form cavities 11 which can be filled, for example, with an insulating material.
  • the ceiling element 9 can also perform other functions in addition to its supporting function.
  • Figure 5 illustrates in more detail the end connection of two wooden components or wooden beams 1 via finger joint connections 14.
  • FIG. 6 shows the assembly of a ceiling construction with ceiling elements 9, 9 'according to the invention. It can be seen that ceiling elements 9, 9 'preassembled at the factory can be delivered to a construction site and can be joined together on the long side via a tongue and groove connection 13.
  • Figure 7 shows a further embodiment of a ceiling element 9 according to the invention, which is provided for use with a secondary support structure 12 made of concrete.
  • intermediate elements 10, 10' are arranged in pairs, which are both with the straps 2 and with one another are connected via tongue and groove connections 13.
  • the straps 2, 2 'of the carrier 1 are held together by rungs 3'.
  • the intermediate elements 10, 10 ' are also equipped with rungs 3'.
  • the lower belts 2 and the intermediate elements 10 are equipped with a casing 19, which is composed of boards 20 running in the longitudinal direction.
  • the boards 20 are attached to the ceiling element 9 such that they overlap the tongue and groove connections 13 between the lower belts 2 and the intermediate elements 10, 10 ', or between the intermediate elements 10, 10'.
  • the ceiling element 9 can be delivered to a construction site pre-assembled in a factory and used in a ceiling or roof construction.
  • Figure 8 shows a ceiling element according to Figure 7 , which was provided with a secondary support structure 12 made of concrete.
  • the pouring of the ceiling element 9 with concrete advantageously takes place only after it has been inserted into a ceiling structure in order to avoid transporting the heavy composite structure.
  • this procedure allows the ceiling element 9 to be provided with technical installations such as electricity, water or communication lines before pouring concrete.
  • the secondary support structure 12 is shown without reinforcing bars. It goes without saying, however, that such are usually present.
  • An advantage of the ceiling construction shown is that it maintains its structural integrity compared to a classic wood structure, especially in the event of a fire. While the wood structure burns, the concrete structure remains. Furthermore, such a construction shows better thermal insulation properties and moisture exchange compared to a classic concrete construction.
  • the composite structure has the advantage that no wooden cladding has to be removed after concreting.
  • Figure 9 shows a further embodiment of a ceiling element 9 according to the invention. It can be seen that part of the central profiles 7 'is equipped with a perforated structure 21. Better acoustic properties of the ceiling element 9 can thus be achieved. In particular, sound-absorbing properties can be achieved.
  • Figure 10 shows a ceiling connection to a wall formed from wall elements 22, 22 'with a horizontal intermediate element 23, which also has the structure of a wooden component 1 according to the invention.
  • the ceiling 9 lies on the inner ceiling shell 24 of the wall element 22 (two-shell on the inside) and has a protruding nose 25 for this.
  • the spring 15 is composed of the two partial springs 15 ', 15 ", which are each inserted, in particular glued, into a groove 17.
  • the two partial springs 15', 15" each have a corresponding tooth profile 16 ', 16 ", which essentially prevents longitudinal movement of the wooden components 1, but enables compensation for shrinkage and / or swelling .. Compensation for shrinkage and / or swelling is particularly necessary in the case of solid wood constructions, where the forces that occur can otherwise cause damage.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Holzbauteil sowie eine Nut-Feder-Verbindung gemäss den Oberbegriffen von Anspruch 1 und 19. Fertighäuser aus Holz erlangen eine zunehmend grössere Bedeutung. Einerseits zeichnet sich dieser Werkstoff durch eine hervorragende Ökobilanz beim Bau und eine gute Wärmedämmung bei der späteren Nutzung aus. Andererseits bieten Holzbauten eine hohe Wohnqualität, insbesondere ein angenehmes Raumklima. Darüber hinaus erlaubt diese Bauform eine effiziente Vorfabrikation von Wand- und Deckenelementen. Entsprechend können ökologisch vorteilhafte Konstruktionen in einem schnellen Bauablauf rationell und kostengünstig erstellt werden.
  • In der Vergangenheit wurde eine Vielzahl von Wandsystemen, die speziell für Holzhäuser mit niedrigem Energieverbrauch vorgesehen sind, entwickelt. So beschreibt die WO 97/39204 ein Baumodul aus Holz für die Erstellung flächiger Konstruktionen, insbesondere von Wänden. Das besagte Modul weist zwei parallele, plattenförmige Wandteile auf, deren Aussenfläche die Oberflächen der zu erstellenden Wand bilden, und die über einen Modulkern miteinander verbunden sind. Mehrere Baumodule dieser Art können durch Zusammenstecken übereinander gestapelt werden, sodass ähnlich wie bei herkömmlichen Back- oder Ziegelsteinen eine Wandkonstruktion entsteht. Das besagte Bausystem hat allerdings den Nachteil, dass es lediglich für Wände, jedoch nicht für Deckenkonstruktionen geeignet ist. Dies liegt insbesondere daran, dass die einzelnen Baumodule nicht zu balkenförmigen Trägern mit Biegesteifigkeit miteinander verbunden werden können.
  • Die DE 20 2010 001 408 U1 beschreibt eine Holzbautafel für Decken, Wände oder Dächer und mit einer sich in Längsrichtung der Holzbautafel erstreckenden Untergurtplatte und einer sich dazu parallel erstreckenden Obergurtplatte. Die beiden Gurtplatten sind durch eine Mehrzahl von Stegen beabstandet zusammenfügbar.
  • Die WO 2007/068267 A1 beschreibt ein Holzbauelement zum Aufbau von Gebäudewänden. Dieses Holzbauelement weist jeweils zwei Tragplatten und eine dazwischen angeordnete Reihe von mehreren gleichen Stützen auf, die die Platten im Abstand voneinander halten. Die dabei gebildeten Kammern sind zumindest teilweise mit Isolierstoffen gefüllt.
  • Die CH 270 480 beschreibt ein Bauelement aus mindestens zwei im Abstand angeordneten und durch Querstege miteinander verbundenen Tafeln. Die Tafeln und Stege sind durch Zapfen miteinander verbunden, wobei die Zapfen an den Stegen ausgearbeitet sind und in entsprechende Ausnehmungen der Tafeln eingreifen.
  • Die WO 2009/101203 A1 beschreibt ein modulares Konstruktionssystem zur Bildung von Wänden aus mehreren einzelnen Elementen. Die einzelnen Elemente sind horizontal und vertikal zusammenfügbar und sie umfassen innere und äussere Wandabschnitte, die parallel zueinander angeordnet sind. Diese Wandabschnitte sind durch rechtwinklige Streben miteinander verbunden.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile im Stand der Technik zu überwinden.
  • Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein multifunktionales Holzbauteil zu schaffen, das sowohl für Wände als auch für Decken und Dächer geeignet ist. Das Holzbauteil soll neben seiner eigentlichen Tragfunktion eine Reihe von weiteren Funktionen wie Wärmedämmung, Wärmespeicherung, Wärmetausch, Feuchtepuffer, Brandschutz, Schalldämmung und Schallabsorption erfüllen können. Damit erstellte Konstruktionen sollen ferner einfach montierbar sein. Insbesondere soll sowohl eine Einzelteilmontage auf dem Bau als auch eine Vormontage zu grösseren Elementen in der Fabrik ermöglicht werden. Für die Fertigung des Holzbauteils sollen Massivholz oder Holzwerkstoffe in den für den Bau gängigen Holzarten geeignet sein. Darüber hinaus soll wahlweise entweder ein Rohbau oder ein Edelrohbau erstellbar sein.
  • Diese Aufgaben werden durch ein Holzbauteil gelöst, welches die Merkmale im Anspruch 1 aufweist, sowie durch eine Nut-Feder-Verbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 19.
  • Ein derartiges Holzbauteil, insbesondere ein Holzträger, umfasst ein Paar von sich gegenüberliegenden, insbesondere länglich ausgebildeten, Gurten und zumindest einen zwischen den Gurten angeordneten Steg, der die Gurten miteinander verbindet. Der Steg weist in an den Gurten anliegenden Bereichen jeweils zumindest einen Vorsprung auf, welcher in eine Vertiefung am jeweiligen Gurt eingreift.
  • Auf diese Weise wird ein multifunktionales Holzbauteil, bzw. ein Holzträger, geschaffen, das sowohl für Wand- als auch für Decken- und Dachkonstruktionen geeignet ist. Das Holzbauteil lässt sich leicht, insbesondere ohne die Verwendung von Verbindungsmitteln wie Schrauben oder Klebeverbindungen, fertigen. Zudem zeichnen sich darauf basierende Konstruktionen durch eine hohe Tragkraft, insbesondere eine gute Biegesteifigkeit aus.
  • Das Holzbauteil kann aus verschiedenen Holzarten, insbesondere aus Eiche, Birke, Lärche, Buche, Fichte, Tanne, Kiefer oder Esche, gefertigt sein. Vorzugsweise bestehen die Gurten aus einem Nadelholz, insbesondere aus Kiefer, Fichte oder Tanne. Die Stege bestehen dagegen vorzugweise aus einem Laubholz, insbesondere aus Birke, Buche oder Esche. Es versteht sich allerdings von selbst, dass hierzu auch andere Nadel- oder Laubholzarten, auch in Form von Sperrholz oder Spanplatten, geeignet sind.
  • Die Vertiefungen, in welche die Vorsprünge des Stegs oder der Stege eingreifen, sind als Bohrlöcher, insbesondere als Sacklöcher, ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders rationelle Fertigung der Gurten, beispielsweise mit sog. CNC-Maschinen (Computerized Numerical Control). Sind die Vertiefungen als Sacklöcher ausgeführt, weist das Holzbauteil auf seiner Aussenseite zudem eine glatte, durchgehende Oberfläche auf.
  • Die Gurten weisen jeweils ein Mittelprofil auf, welches von Randprofilen begrenzt ist, wobei die Randprofile über jeweils eine Spundung mit dem Mittelprofil verbunden sind. Dieser modulare Aufbau der Gurten erlaubt es, diese auf flexible Weise aber dennoch mit hoher Effizienz zu fertigen. Mit einem einheitlichen Randprofil können beispielsweise Mittelprofile verschiedener Breite eingesetzt werden, was die einfache Herstellung von Randprofilen unterschiedlicher Breite ermöglicht. Darüber hinaus können Mittelprofile mit verschiedenen Eigenschaften, beispielsweise aus verschiedenen Holzarten oder mit unterschiedlichen Oberflächentexturen, auf rationelle Weise realisiert werden.
  • Die Gurten können länglich ausgebildet und das Mittelprofil jeweils beidseitig von zwei in Längsrichtung verlaufenden Randprofilen begrenzt sein. Darüber hinaus können die Vertiefungen, in welche die Vorsprünge des Stegs oder der Stege eingreifen, an den Randprofilen angebracht sein. Dies stellt eine bevorzugte Ausführung der Gurten dar, mit der Holzbauteile hoher Tragkraft realisiert werden können. Vorteilhaft ist dabei insbesondere, dass für die statisch stärker beanspruchten Randprofile eine härtere Holzart als für die Mittelprofile verwendet werden kann.
  • Die Mittelprofile können dagegen hinsichtlich anderer Aspekte wie Ästhetik oder Akustik angepasst werden.
  • Die Vertiefungen, in welche die Vorsprünge des Stegs oder der Stege eingreifen, können in regelmässigen Abständen zueinander angeordnet sein. Darüber hinaus können die Gurten länglich ausgebildet und die Vertiefungen, in welche die Vorsprünge des Stegs oder der Stege eingreifen, in zumindest einer in Längsrichtung verlaufenden Linie angeordnet sein. Dies ermöglicht, ein modulares System zum Aufbau von Holzbauteilen, die dem jeweiligen Verwendungszweck angepasst sind, zu schaffen.
  • Das Holzbauteil kann mehrere zwischen den Gurten angeordnete Stege umfassen. Die zwischen den Gurten angeordneten Stege können als Sprossen mit an den Gurten anliegenden Endbereichen ausgebildet sein, wobei die Sprossen in den Endbereichen jeweils einen, insbesondere genau einen, Vorsprung aufweisen, welcher in eine Vertiefung am jeweiligen Gurt eingreift. Durch die Ausführung der Stege als Sprossen kann das Auftreten von Unerwünschten Wärmebrücken auf ein Mindestmass reduziert werden. Zudem vereinfacht dies das Verlegen von innerhalb des Holzbauteiles verlaufenden Leitungen, beispielsweise für Elektrizität.
  • Allerdings kann der zumindest eine Steg auch länglich ausgebildet sein und insbesondere mehrere Vorsprünge aufweisen, welche jeweils in eine Vertiefung am jeweiligen Gurt eingreifen. Dadurch kann auch der Steg selbst Biegekräfte aufnehmen.
  • Zumindest ein zwischen den Gurten angeordneter länglich ausgebildeter Steg kann relativ zu den Gurten in Längs- oder Querrichtung ausgerichtet sein. Ein in Längsrichtung ausgerichteter Steg, auch Bandsteg genannt, erhöht die Biegefestigkeit, Biegetragfähigkeit und Schubsteifigkeit des Holzbauteils. Ein in Querrichtung ausgerichteter Steg ermöglicht es, zwei benachbarte Holzbauteile biegefest miteinander zu verbinden.
  • Der Vorsprung an einem Steg, welcher in eine Vertiefung an einem Gurt eingreift, weist einen runden Querschnitt auf. Runde Vorsprünge lassen sich insbesondere bei sprossenförmigen Stegen leicht durch Drechseln realisieren. Runde Vorsprünge haben den Vorteil, dass das Bohren der entsprechenden Vertiefungen an den Gurten vergleichsweise einfach ist. Der Steg oder die Stege können im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet sein.
  • Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Wandelement welches mehrere Holzbauteile der oben beschriebenen Art umfasst, wobei die Holzbauteile stirnseitig, vorzugweise über eine Nut-Feder-Verbindung, insbesondere eine Nut-Feder-Verbindung wie nachfolgend beschrieben, eine Spundung oder eine Keilzinkenverbindung direkt oder indirekt miteinander verbunden sind. Ein derartiges Wandelement weist gegenüber dem Stand der Technik eine höhere Stabilität, insbesondere eine bessere Biegefestigkeit auf.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Deckenelement, welches mehrere Holzträger wie oben beschrieben umfasst, wobei die Holzträger stirnseitig, vorzugweise über eine Nut-Feder-Verbindung, insbesondere eine Nut-Feder-Verbindung wie nachfolgend beschrieben, eine Spundung oder eine Keilzinkenverbindung, direkt oder indirekt miteinander verbunden sind. Ein derartiges Deckenelement zeichnet sich durch eine gute Biegefestigkeit aus, wodurch eine hohe Bodenbelastbarkeit erzielt werden kann. Das Element ist sowohl zur Einzelmontage auf dem Bau als auch zur fabrikmässigen Vormontage geeignet. Es versteht sich von selbst, dass es sich beim besagten Deckenelement auch um ein Dachelement handeln kann.
  • Bei einem derartigen Deckenelement können die Gurten länglich ausgebildet und in Längsrichtung über eine Keilzinkenverbindung miteinander verbunden sein. Optional können die Gurten zusätzlich in Querrichtung über eine Nut-Feder-Verbindung, insbesondere eine Nut-Feder-Verbindung wie nachfolgend beschrieben, oder eine Spundung direkt oder indirekt miteinander verbunden sein. Dies ermöglicht einen modularen Aufbau des Deckenelementes, wobei mit einem standardisierten Holzbauteil verschiedene Konfigurationen erstellt werden können.
  • Bei einem derartigen Deckenelement können die Gurten in Querrichtung, gegebenenfalls zusätzlich über in Querrichtung verlaufende Stege, miteinander verbunden sein. Dies erhöht die Biegefestigkeit des Elementes durch Zweiachsigkeit, und damit die Bodenbelastbarkeit einer darauf basierenden Deckenkonstruktion.
  • Bei einem derartigen Deckenelement können die Holzträger indirekt miteinander verbunden und zwischen den Gurten Zwischenelemente angeordnet sein. Durch den Einsatz von Zwischenelementen kann das Gewicht des Deckenelementes reduziert werden, falls für die erforderliche Biegefestigkeit nicht durchgehend Holzträger erforderlich sind.
  • Darüber hinaus kann bei einem erfindungsgemässen Wand- oder Deckenelement auch ein Hohlraum zwischen den Gurten, und gegebenenfalls auch zwischen den Zwischenelementen, mit einem Füllmaterial ausgefüllt sein. Beim Füllmaterial kann es sich um eine Wärmedämmung, eine Wärmespeicherung, einen Feuchtepuffer, einen Brandschutz, eine Schalldämpfung oder eine Schallabsorption handeln. Damit können die Wand- oder Deckenelemente neben der Tragfunktion weitere Funktionen erfüllen.
  • Bei einem erfindungsgemässen Wand- oder Deckenelement kann in einem Hohlraum zwischen den Gurten, und gegebenenfalls auch auf oder zwischen den Zwischenelementen, eine Sekundärtragstruktur, insbesondere eine, vorzugsweise mit Stahl armierte, Betonstruktur, eine Glasstruktur oder eine Kunststoffstruktur angeordnet sein. Der Einsatz einer derartigen Sekundärtragstruktur erhöht die Stabilität der Konstruktion wesentlich. Darüber hinaus kann durch den Einsatz einer feuerresistenten Sekundärtragstruktur im Falle eines Brandes die strukturelle Stabilität der Konstruktion gewährleistet werden.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Nut-Feder-Verbindung zum stirnseitigen Verbinden zweier Holzbauteile. Eine Feder ist dabei in zwei Teilfedern unterteilt. Die Teilfedern weisen ein sich gegenseitig entsprechendes Profil, insbesondere ein Zahnprofil auf, welches eine Längsbewegung der Holzbauteile im Wesentlichen verhindert, jedoch einen Schwind- oder Quellausgleich ermöglicht. Dies ist insbesondere bei Holzbauteilen aus Massivholz vorteilhaft, da es, wenn kein Schwind- oder Quellausgleich ermöglicht wird, zu Beschädigungen an der Konstruktion kommen kann. Bei einer derartigen Nut-Feder-Verbindung können die Teilfedern kraft- oder stoffschlüssig in den Nuten gehalten, insbesondere eingeklebt, sein. Es versteht sich dabei von selbst, dass die Feder für eine derartige Nut-Feder-Verbindung nicht nur aus Massivholz oder Sperrholz, sondern beispielsweise auch aus einem Kunststoff, bzw. einem Elastomer, bestehen kann. Darüber hinaus kann eine derartige Nut-Feder-Verbindung neben den oben beschriebenen Funktionen auch eine Dichtfunktion wahrnehmen.
  • Weitere Vorteile und Einzelmerkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele und aus den Zeichnungen.
  • Es zeigen schematisch:
    • Figur 1:
    Modularer Aufbau von erfindungsgemässen Holzbauteilen in perspektivischer Darstellung;
    Figur 2:
    Erfindungsgemässes Holzbauteil in perspektivischer Darstellung;
    Figur 3:
    Modularer Aufbau eines erfindungsgemässen Wand- oder Deckenelementes in perspektivischer Darstellung;
    Figur 4:
    Perspektivische Darstellung eines erfindungsgemässen Deckenelementes;
    Figur 5:
    Verbindung von erfindungsgemässen Holzbauteilen in Längsrichtung über Keilzinkenverbindung in perspektivischer Darstellung;
    Figur 6:
    Perspektivische Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Deckenelementes;
    Figuren 7:
    Perspektivische Darstellung eines erfindungsgemässen Deckenelementes, das zum Einsatz einer Sekundärtragstruktur in Form einer Betonstruktur ausgelegt ist;
    Figur 8:
    Perspektivische Darstellung eines erfindungsgemässen Deckenelementes mit einer Sekundärtragstruktur in Form einer Betonstruktur;
    Figur 9:
    Erfindungsgemässes Deckenelement, bei dem ein Teil der Zwischenelemente mit schallabsorbierenden Bohrungen ausgestattet ist;
    Figur 10:
    Perspektivische Innenansicht eines Wand-Deckenanschlusses gemäss der vorliegenden Erfindung;
    Figur 11:
    Perspektivische Darstellung einer erfindungsgemässen Nut-Feder-Verbindung.
  • Figur 1 zeigt den modularen Aufbau von erfindungsgemässen Holzbauteilen 1. Die Gurten 2 sind aus identischen Randprofilen 8, 8' aufgebaut, in welche verschiedene Mittelprofile 7 einsetzbar sind. Die Vertiefungen 6 in welche die Vorsprünge 5 der Stege 3, 3', 3" eingreifen, sind als kreisrunde Bohrungen auf den Randprofilen 8 und 8' ausgeführt. Die Bohrungen 6 sind jeweils auf einer in Längsrichtung der Gurten 2 verlaufenden Linie L in einem regelmässigen Abstand d angeordnet. Die Stege 3, 3', 3" können als Bandstege 3, Sprossen 3' oder Doppelstege 3" ausgeführt sein. Bei allen gezeigten Ausführungsarten der Stege 3, 3', 3" sind in an den Gurten anliegenden Bereichen 4 Vorsprünge 5 in Form von kreisrunden Zapfen vorhanden. Die Zapfen 5 der Stege 3, 3', 3" greifen in die Vertiefungen 6 der Gurten 2 ein. Die Randprofile 8, 8' sind mit den Mittelprofilen 7 jeweils über eine Spundung 18 verbunden.
  • Figur 2 zeigt ein fertig montiertes Holzbauteil 1 gemäss der vorliegenden Erfindung. Zwischen den Gurten 2 und 2', welche sich jeweils aus dem Mittelprofil 7 und den Randprofilen 8, 8' zusammensetzen, sind in Längsrichtung ausgerichtete Doppelstege 3" angebracht. Das gezeigte Holzbauteil 1 ist dazu vorgesehen, in Längsrichtung über Keilzinkenverbindungen 14 und in Querrichtung über Nut-Feder-Verbindungen 13 mit weiteren Elementen der Konstruktion verbunden zu werden, wie es beispielsweise aus Figur 3 ersichtlich ist. Dort sind verschiedene Holzbauteile 1 über unterschiedlich breite Zwischenelemente 10 und 10' über Nut-Feder-Verbindungen 13 miteinander verbunden.
  • Figur 4 zeigt ein fertigmontiertes Deckenelement 9 gemäss der vorliegenden Erfindung, wobei zur besseren Übersichtlichkeit ein Teil der oberen Gurten 2' bei der Darstellung weggelassen ist. Es ist zu erkennen, dass neben den in Längsrichtung verlaufenden Stegen 3 auch in Querrichtung verlaufende Stege 3''' vorhanden sind. Die Holzträger 1 sind direkt, d.h. ohne Zwischenelemente 10 über Nut-Feder-Verbindungen 13 untereinander verbunden. Die in Längsrichtung verlaufenden Stege 3 und die Gurten 2, 2' bilden Hohlräume 11, die beispielsweise mit einem Dämmmaterial ausgefüllt werden können. Auf diese Weise kann das Deckenelement 9 neben seiner Tragfunktion auch weitere Funktionen erfüllen.
  • Figur 5 verdeutlicht näher die stirnseitige Verbindung zweier Holzbauteile beziehungsweise Holzträger 1 über Keilzinkenverbindungen 14.
  • Figur 6 gibt die Montage einer Deckenkonstruktion mit erfindungsgemässen Deckenelementen 9, 9' wieder. Es ist zu erkennen, dass fabrikseitig vormontierte Deckenelemente 9, 9' auf einer Baustelle angeliefert und über eine Nut-Feder-Verbindung 13 längsseitig zusammengefügt werden können.
  • Figur 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Deckenelementes 9, welches zum Einsatz mit einer Sekundärtragstruktur 12 aus Beton vorgesehen ist. Die Gurten 2, 2' sind hier einfach ausgeführt, d.h. ohne Mittelprofile 7. Zwischen den Gurten 2 sind paarweise Zwischenelemente 10, 10' angeordnet, welche sowohl mit den Gurten 2 als auch untereinander über Nut-Feder-Verbindungen 13 verbunden sind. Die Gurten 2, 2' der Träger 1 werden über Sprossen 3' zusammengehalten. Auch die Zwischenelemente 10, 10' sind mit Sprossen 3' ausgestattet. Die unteren Gurten 2 und die Zwischenelemente 10 sind mit einer Verschalung 19 ausgestattet, welche sich aus in Längsrichtung verlaufenden Brettern 20 zusammensetzt. Die Bretter 20 sind derart am Deckenelement 9 angebracht, dass sie die Nut-Feder-Verbindungen 13 zwischen den unteren Gurten 2 und den Zwischenelementen 10, 10', bzw. zwischen den Zwischenelementen 10, 10' überlappen. Das Deckenelement 9 kann wie vorliegend dargestellt fabrikmässig vormontiert auf einer Baustelle angeliefert und in eine Decken- oder Dachkonstruktion eingesetzt werden.
  • Figur 8 zeigt ein Deckenelement gemäss Figur 7, welches mit einer Sekundärtragstruktur 12 aus Beton versehen wurde. Das Ausgiessen des Deckenelementes 9 mit Beton erfolgt vorteilhafterweise erst nachdem dieses in eine Deckenkonstruktion eingesetzt wurde, um einen Transport der schweren Verbundstruktur zu vermeiden. Darüber hinaus erlaubt dieses Vorgehen, das Deckenelement 9 vor dem Ausgiessen mit Beton noch mit technischen Installationen wie Strom-, Wasser- oder Kommunikationsleitungen zu versehen. Die Sekundärtragstruktur 12 ist im vorliegenden Fall ohne Armierungseisen dargestellt. Es versteht sich allerdings von selbst, dass solche in der Regel vorhanden sind. Ein Vorteil der dargestellten Deckenkonstruktion liegt darin, dass diese gegenüber einer klassischen Holzstruktur insbesondere im Falle eines Brandes ihre strukturelle Integrität beibehält. Während die Holzstruktur verbrennt, bleibt die Betonstruktur erhalten. Ferner zeigt eine derartige Konstruktion bessere Wärmedämmeigenschaften und Feuchtigkeitsaustausch gegenüber einer klassischen Betonbauweise. Darüber hinaus hat die Verbundstruktur den Vorteil, dass nach dem Betonieren keine Holzverschalung entfernt werden muss.
  • Figur 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Deckenelementes 9. Es ist zu erkennen, dass ein Teil der Mittelprofile 7' mit einer Lochstruktur 21 ausgestattet ist. Damit können bessere akustische Eigenschaften des Deckenelementes 9 erzielt werden. Insbesondere können damit schallabsorbierende Eigenschaften erzielt werden.
  • Figur 10 zeigt einen Deckenanschluss an eine aus Wandelementen 22, 22' gebildete Wand mit einem horizontalen Zwischenelement 23, welches ebenfalls die Struktur eines erfindungsgemässen Holzbauteiles 1 aufweist. Die Decke 9 liegt auf der inneren Deckenschale 24 des Wandelementes 22 (zweischalig auf der Innenseite) auf und hat dafür eine ausspringende Nase 25.
  • Aus Figur 11 sind nähere Einzelheiten zu der erfindungsgemässen Nut-Feder-Verbindung 13 ersichtlich. Die Feder 15 setzt sich aus den beiden Teilfedern 15', 15" zusammen, welche jeweils in eine Nut 17 eingesetzt, insbesondere eingeklebt, werden. Die beiden Teilfedern 15', 15" weisen jeweils ein zueinander korrespondierendes Zahnprofil 16', 16" auf, das eine Längsbewegung der Holzbauteile 1 im Wesentlichen verhindert, jedoch einen Schwind- und/oder Quellausgleich ermöglicht. Ein Schwind- und/oder Quellausgleich ist insbesondere bei Konstruktionen aus Massivholz erforderlich, wo die dadurch auftretenden Kräfte andernfalls Beschädigungen hervorrufen können.

Claims (20)

  1. Holzbauteil (1), insbesondere Holzträger, umfassend ein Paar von sich gegenüberliegenden, insbesondere länglich ausgebildeten, Gurten (2, 2') und zumindest einen zwischen den Gurten (2, 2') angeordneten Steg (3), der die Gurten (2, 2') miteinander verbindet, wobei der Steg (3) in an den Gurten (2, 2') anliegenden Bereichen (4) jeweils zumindest einen Vorsprung (5) aufweist, welcher in eine Vertiefung (6) am jeweiligen Gurt (2, 2') eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (6), in welche die Vorsprünge (5) des Stegs oder der Stege (3) eingreifen, als Bohrlöcher, insbesondere als Sacklöcher, ausgebildet sind und dass die Vorsprünge (5) einen runden Querschnitt aufweisen, wobei die Gurten (2, 2') jeweils ein Mittelprofil (7) aufweisen, welches von zwei Randprofilen (8, 8') begrenzt ist, wobei die Randprofile (8, 8') über jeweils eine Spundung (18) mit dem Mittelprofil (7) verbunden sind.
  2. Holzbauteil (1) nach Anspruch 1, wobei die Gurten (2, 2') länglich ausgebildet sind und das Mittelprofil (7) jeweils beidseitig von zwei in Längsrichtung verlaufenden Randprofilen (8, 8') begrenzt ist.
  3. Holzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Vertiefungen (6), in welche die Vorsprünge (5) des Stegs oder der Stege (3) eingreifen, an den Randprofilen (8, 8') angebracht sind.
  4. Holzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vertiefungen (6), in welche die Vorsprünge (5) des Stegs oder der Stege (3) eingreifen, in regelmässigen Abständen (d) angeordnet sind.
  5. Holzbauteil (1) nach Anspruch 4, wobei die Gurten (2, 2') länglich ausgebildet und die Vertiefungen (6), in welche die Vorsprünge (5) des Stegs oder der Stege (3) eingreifen, in zumindest einer in Längsrichtung verlaufenden Linie (L) angeordnet sind.
  6. Holzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Holzbauteil (1) mehrere zwischen den Gurten (2, 2') angeordnete Stege (3) umfasst.
  7. Holzbauteil (1) nach Anspruch 6, wobei die zwischen den Gurten (2, 2') angeordneten Stege als Sprossen (3') mit an den Gurten anliegenden Endbereichen (4) ausgebildet sind, wobei die den Sprossen (3') in den Endbereichen (4) jeweils einen, insbesondre genau einen, Vorsprung (5) aufweisen, welcher in eine Vertiefung (6) am jeweiligen Gurt (2, 2') eingreift.
  8. Holzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der zumindest eine Steg (3) länglich ausgebildet ist und insbesondere mehrere Vorsprünge (5) aufweist, welche jeweils in eine Vertiefung (6) am jeweiligen Gurt (2, 2') eingreifen.
  9. Holzbauteil (1) nach den Ansprüchen 6 und 8, wobei zumindest ein zwischen den Gurten (2, 2') angeordneter, länglich ausgebildeter Steg (3) relativ zu den Gurten in Längs- oder Querrichtung ausgerichtet ist.
  10. Holzbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Steg (3) im Wesentlichen quaderförmig ausgestaltet ist.
  11. Wandelement (22) umfassend mehrere Holzbauteile (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Holzbauteile (1) stirnseitig, vorzugsweise über eine Nut-Feder-Verbindung (13), insbesondere eine Nut-Feder-Verbindung nach Anspruch 22, eine Spundung (18) oder eine Keilzinkenverbindung (14) direkt oder indirekt miteinander verbunden sind.
  12. Deckenelement (9) umfassend mehrere Holzbauteile (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Holzbauteile (1) stirnseitig, vorzugsweise über eine Nut-Feder-Verbindung (13), insbesondere eine Nut-Feder-Verbindung nach Anspruch 20, eine Spundung (18) oder eine Keilzinkenverbindung (14), direkt oder indirekt miteinander verbunden sind.
  13. Deckenelement (9) nach Anspruch 12, wobei die Gurten (2, 2') länglich ausgebildet und in Längsrichtung über eine Keilzinkenverbindung (14) miteinander verbunden sind.
  14. Deckenelement (9) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die Gurten (2, 2') in Querrichtung über eine Nut-Feder-Verbindung (13), insbesondere eine Nut-Feder-Verbindung nach Anspruch 19, oder eine Spundung direkt oder indirekt miteinander verbunden sind.
  15. Deckenelement (9) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Gurten (2, 2') in Querrichtung, gegebenenfalls zusätzlich, über in Querrichtung verlaufende Stege (3) miteinander verbunden sind.
  16. Deckenelement (9) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei die Holzbauteile (1) indirekt miteinander verbunden und zwischen den Gurten Zwischenelemente (10) angeordnet sind.
  17. Deckenelement (9) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei ein Hohlraum (11) zwischen den Gurten (2, 2'), und gegebenenfalls auch zwischen den Zwischenelementen (10), mit einem Füllmaterial ausgefüllt ist.
  18. Deckenelement (9) nach einem der Ansprüche 12 bis 17 wobei in einem Hohlraum (11) zwischen den Gurten (2, 2'), und gegebenenfalls auch auf oder zwischen den Zwischenelementen (10), eine Sekundärtragstruktur, insbesondre eine, vorzugsweise mit Stahl armierte, Betonstruktur (12), eine Glasstruktur oder eine Kunststoffstruktur, angeordnet ist.
  19. Nut-Feder-Verbindung (13) zweier Holzbauteile nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (15) in zwei Teilfedern (15', 15") unterteilt ist, wobei die Teilfedern (15', 15") ein sich gegenseitig entsprechendes Profil (16, 16"), insbesondere ein Zahnprofil, aufweisen, welches eine Längsbewegung der Holzbauteile (1) im Wesentlichen verhindert, jedoch einen Schwind- und/oder Quellausgleich ermöglicht.
  20. Nut-Feder-Verbindung (13) nach Anspruch 19, wobei die Teilfedern (15', 15") kraft- oder stoffschlüssig in den Nuten (17, 17') gehalten, insbesondere eingeklebt, sind.
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