WO2000007784A1 - Plate-like wooden building element - Google Patents

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Abstract

The invention relates to a plate-like wooden building element (1) consisting of at least three layers (2, 5) which are glued together and at least the central layer (2) of which forms a corrugated section, whereby the adjacent layers (5) are glued onto the crests of the waves of said section. So as not only to satisfy high strength requirements but also to ensure good heat insulation the invention provides for the corrugated section to consist of a wooden layer (3) shaped by steaming and pressing and for the hollow spaces which are formed between the layers (2, 5, 7) as a result of the corrugated shape of the central layer (2) to be filled with a heat-insulating material (6).

Description

Plattenförmiqes HolzbauelementPanel-shaped wooden building element
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung bezieht sich auf ein plattenförmiges Holzbauelement aus wenigstens drei miteinander verleimten Lagen, von denen zumindest die mittlere Lage ein Wellprofil bildet, auf dessen Wellenrücken die anschließenden Lagen aufgeleimt sind.The invention relates to a plate-shaped wooden component made of at least three layers glued together, at least the middle layer of which forms a corrugated profile, on the back of which the subsequent layers are glued.
Stand der TechnikState of the art
Aufgrund seiner Faserstruktur weist Holz in unterschiedlichen Richtungen unterschiedliche mechanische Eigenschaften auf. Um trotz dieser Anisotopie platten- förmige Holzbaueiemente mit von der Belastungsrichtung weitgehend unabhängigen Festigkeitseigenschaften zu erhalten, werden verschiedene Holzlagen mit einander kreuzenden Faserausrichtungen zu Sperrholzplatten verleimt, die eine hohe Festigkeit aufweisen und vielfältig einsetzbar sind. Bedingt durch die vergleichsweise geringe spezifische Masse der üblicherweise hiefür eingesetzten Hölzer weisen daraus gefertigte, mehrschichtig verleimte Holzplatten trotz der erreichbaren Festigkeit ein geringes Gewicht auf, so daß sich der Einsatz solcher plattenförmiger Holzbauelemente für vielfältige Zwecke auch im Hinblick auf die Umweltverträglichkeit und auf den Umstand empfiehlt, daß Holz einen natürlichen, nachwachsenden Werkstoff darstellt. Der Einsatz von plattenförmi- gen Holzbauelementen könnte verstärkt und auf weitere Einsatzgebiete erweitert werden, wenn einerseits die Wärmedämmung verbessert und anderseits das Gewicht der Holzbauelemente weiter verringert werden könnte, ohne entsprechende Festigkeitsverluste in Kauf nehmen zu müssen.Due to its fiber structure, wood has different mechanical properties in different directions. In order to obtain plate-shaped wooden building elements with strength properties that are largely independent of the direction of loading, in spite of this anisotopy, various wood layers with intersecting fiber orientations are glued into plywood panels that have high strength and are versatile in use. Due to the comparatively low specific mass of the wood usually used for this purpose, multilayer glued wooden panels made from it have a low weight despite the achievable strength, so that the use of such panel-shaped wooden components for a variety of purposes is also recommended with regard to environmental compatibility and the circumstances that wood is a natural, renewable material. The use of plate-shaped Wooden construction elements could be strengthened and expanded to other areas of application if, on the one hand, the thermal insulation was improved and, on the other hand, the weight of the wood construction elements could be further reduced without having to accept corresponding losses in strength.
Um einerseits eine Belüftung mehrschichtiger plattenförmiger Holzbauelemente zu erreichen und anderseits dickere Holzbauplatten mit einem vergleichsweise geringen Gewicht vorteilhaft herstellen zu können, ist es bekannt (GB 560 913 A), zumindest die mittlere Lage des aus wenigstens drei Lagen bestehenden Holzbauelementes als Wellprofil auszubilden, indem in eine volle Holzplatte von beiden Seiten gegeneinander versetzte Nuten mit einem trapezförmigen Querschnitt spanabhebend eingearbeitet werden. Die ebenen Wellenrücken des so erhaltenen Weliprofils lassen sich flächig mit ebenen Deckschichten verleimen, wobei durch die Nuten die angestrebte Belüftung erfolgen kann. Nachteilig bei diesen bekannten Holzbauelementen ist allerdings, daß die Wärmedämmung zufolge der Belüftung keinen höheren Anforderungen genügen kann. Außerdem wird die Biegefestigkeit der Wellprofile zufolge der eingeschnittenen Nuten erheblich herabgesetzt, wozu noch kommt, daß wegen der spanabhebenden Bearbeitung die Dicke der Wellprofile vergleichsweise groß ausfallen muß, was sich nachteilig auf das Gesamtgewicht der Holzbauelemente auswirkt.In order on the one hand to achieve ventilation of multi-layer panel-shaped wooden building elements and on the other hand to be able to advantageously produce thicker wooden building boards with a comparatively low weight, it is known (GB 560 913 A) to design at least the middle layer of the wooden building element consisting of at least three layers as a corrugated profile by in a full wooden plate with mutually offset grooves with a trapezoidal cross-section can be machined. The flat wave backs of the welip profile obtained in this way can be glued to the surface with flat cover layers, the desired ventilation being able to take place through the grooves. A disadvantage of these known wooden construction elements, however, is that the thermal insulation cannot meet any higher requirements due to the ventilation. In addition, the bending strength of the corrugated profiles is significantly reduced due to the incised grooves, which is further compounded by the fact that the thickness of the corrugated profiles must be comparatively large due to the machining, which has a disadvantageous effect on the total weight of the wooden components.
Schließlich ist es bekannt (AT 193 589 B), in einem aus einzelnen Platten schichtartig aufgebauten Bauelement zumindest die mittleren Platten mit abwechselnd auf unterschiedliche Seiten vorstehenden, kuppelartigen Auswölbun- gen zu versehen, um einen vorteilhaften Dehnungsausgieich zu schaffen, zur Erhöhung der Festigkeit dieser Bauelemente können die sich zwischen den Platten ergebenden Zwischenräume mit mineralischen Stoffen gefüllt werden, um insbesondere ein Durchdringen der Bauelemente durch Geschoße zu verhindern. Solche Bauelemente setzen allerdings ausreichend plastisch ver- formbare Werkstoffe voraus, so daß diese bekannte Konstruktion nicht für Holzbauelemente in Frage kommt. Außerdem erhöht die mineralische Füllung der Hohlräume zwischen den einzelnen Platten der Bauelemente deren Gewicht erheblich, ohne die Wärmedämmung entscheidend verbessern zu können.Finally, it is known (AT 193 589 B) to provide at least the middle plates in a component built up in layers from individual plates with dome-like protrusions protruding alternately on different sides in order to create an advantageous expansion compensation to increase the strength of these components the intermediate spaces between the plates can be filled with mineral substances, in particular to prevent penetration of the components by projectiles. Such components, however, require sufficiently plastically deformable materials, so that this known construction is out of the question for wooden components. In addition, the mineral filling increases the cavities between the individual panels of the components whose weight significantly, without being able to improve the insulation significantly.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein plattenförmiges Holzbauelement der eingangs geschilderten Art mit einfachen konstruktiven Mitteln so auszugestalten, daß eine hohe Bauelementfestigkeit bei vergleichsweise geringem Gewicht mit einer hohen Wärmedämmung verbunden werden kann.The invention is therefore based on the object of designing a plate-shaped wooden component of the type described at the beginning with simple constructive means such that a high component strength can be combined with high thermal insulation at a comparatively low weight.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß das Wellprofil aus einer durch ein Dämpfen und Pressen geformten Holzschicht besteht und daß die sich durch das Wellprofil der mittleren Lage zwischen den Lagen ergebenden Hohlräume eine wärmedämmende Füllung aufweisen.The invention solves this problem in that the corrugated profile consists of a wood layer formed by steaming and pressing and that the cavities resulting from the corrugated profile of the middle layer between the layers have a heat-insulating filling.
Aufgrund der Wellung zumindest der mittleren der miteinander verleimten Lagen durch ein Dämpfen und Pressen einer entsprechend dünnen Holzschicht kann unter Ausnützung der nicht durch eine spanabhebende Profilierung beeinträchtigten Eigenfestigkeit in vorteilhafter Weise die höhere Biegesteifigkeit der gewellten Holzschicht quer zur Wellung ausgenützt werden, was zur Steigerung der Biegefestigkeit eines daraus gefertigten Holzbauelementes beiträgt, dessen Decklagen als Zug- und Druckgurte des durch die Verleimung der einzelnen Lagen erhaltenen Verbundkörpers wirksam werden. Da außerdem die sich zwischen der gewellten mittleren Lage und den anschließenden Decklagen ergebenden Hohlräume mit einer wärmedämmenden Füllung versehen werden, liegt ein plattenförmiges Bauelement vergleichsweise geringen Gewichtes vor, das nicht nur hohen Festigkeitsanforderungen genügen kann, sondern auch vorteilhafte Wärmedämmeigenschaften aufweist, die die Wärmedämmeigenschaften eines Holzwerkstoffes merklich übertreffen können.Due to the corrugation of at least the middle of the layers glued together by steaming and pressing a correspondingly thin wood layer, the higher flexural rigidity of the corrugated wood layer transverse to the corrugation can advantageously be exploited, taking advantage of the inherent strength that is not impaired by a machining profile, which increases the flexural strength of a wooden construction element made from it, the top layers of which act as tension and compression straps of the composite body obtained by gluing the individual layers. In addition, since the cavities resulting between the corrugated middle layer and the subsequent cover layers are provided with a heat-insulating filling, there is a plate-shaped component of comparatively low weight, which not only can meet high strength requirements, but also has advantageous thermal insulation properties that match the thermal insulation properties of a wood-based material noticeably outperform.
Obwohl die wärmedämmende Füllung unterschiedlich aufgebaut sein und beispielsweise aus einem körnigen Dämmstoff bestehen kann, ergeben sich beson- ders vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse, wenn die wärmedämmende Füllung aus in die Hohlräume zwischen den Lagen lose eingebiasenen Naturfasern aufgebaut ist. Da die wärmedämmende Füllung nicht vor dem Zusammenleimen der einzelnen Lagen aufgebracht werden kann, weil sonst die Verleimung durch die Füllung behindert würde, muß die wärmedämmende Füllung nachträglich in die Hohlräume eingebracht werden, was in einfacher Weise durch ein Einblasen loser Naurfasem erreicht werden kann. Die Unterteilung des Raumes zwischen den Decklagen durch die gewellte mittlere Lage in voneinander getrennte Hohlräume stellt eine günstige Voraussetzung für einen bleibenden, losen Faserzusammenhalt der eingeblasenen Fasern dar, ohne eine nachträgliche Verlagerung oder ein Setzen der eingeblasenen Fasern befürchten zu müssen. Die wärmedämmenden Eigenschaften eines solchen Holzbauelementes bleiben daher über dessen Lebenszeit erhalten.Although the thermal insulation filling can be constructed differently and can consist, for example, of a granular insulation material, ders advantageous constructional relationships when the heat-insulating filling is made up of natural fibers loosely blown into the cavities between the layers. Since the thermal insulation filling cannot be applied before the individual layers are glued together, because otherwise the gluing would be hindered by the filling, the thermal insulation filling must subsequently be introduced into the cavities, which can be achieved in a simple manner by blowing in loose natural fibers. The subdivision of the space between the top layers by the corrugated middle layer into separate cavities is a favorable prerequisite for a permanent, loose fiber cohesion of the blown-in fibers without having to fear a subsequent shifting or setting of the blown-in fibers. The thermal insulation properties of such a wooden building element are therefore preserved over its lifetime.
Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigenThe subject matter of the invention is shown in the drawing, for example. Show it
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes, plattenförmiges Holzbauelement ausschnitts- weise in einem schematischen Querschnitt und1 shows a section of a panel-shaped wooden component according to the invention in a schematic cross section and
Fig. 2 ein weiteres, unterschiedlich aufgebautes Holzbauelement nach der Erfindung ausschnittsweise in einer räumlichen Darstellung.Fig. 2 shows a further, differently constructed wooden component according to the invention in a spatial representation.
Bester Weg zur Ausführung der ErfindungBest way to carry out the invention
Das plattenförmige Holzbauelement 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 weist eine mittlere Lage 2 aus einer gewellten Holzschicht 3 auf, die durch ein Dämpfen und ein Pressen gewellt wurde. Diese Maßnahme beeinträchtigt im Gegensatz zu einer spanabhebenden Bearbeitung die Faserstruktur der Holzschicht 3 nicht, so daß die Vorteile einer solchen Faserstruktur auch im Bereich der geweilten Holzschicht 3 ausgenützt werden können. Auf den Rücken 4 der parallelen Wellenschar der gewellten Holzschicht 3 sind Lagen 5 aus Holzplatten aufgeleimt, so daß durch die über die gewellte Holzschicht 3 miteinander verbundenen Lagen 5 ein Verbundkörper erhalten wird, der besondere Festigkeitseigenschaften mit sich bringt, die einerseits auf der Wellung der Holzschicht 3 und anderseits auf der Einbeziehung der Decklagen 5 als Zug- bzw. Druckgurte beruhen. Obwohl die Lagen 2 und 5 lediglich aus einer Schicht bestehen, können diese Lagen 2 und 5 auch mehrschichtig aufgebaut sein, um durch besondere Ausrichtung der Faserlage bestimmten Festigkeitsanforderungen in bestimmten Richtungen zu genügen. Die sich zwischen der gewellten Holzschicht 3 und den Decklagen 5 ergebenden Hohlräume sind mit einer wärmedämmenden Füllung 6 versehen, die aus in die Hohlräume lose eingeblasenen Naturfasern, beispielsweise aus Hanf oder Werg bestehen. Diese Fasern brauchen aufgrund des begrenzten Aufnahmevolumens der Hohlräume keine zusätzliche Bindung, um die durch das Einblasen erreichte Wirrlage zu sichern. Es empfiehlt sich aber, die Fasern entsprechend zu imprägnieren, um einerseits eine feuerhemmende Wirkung zu erzielen und anderseits einer Zersetzung durch Mikroorganismen vorzubeugen.The plate-shaped wooden component 1 according to the exemplary embodiment according to FIG. 1 has a middle layer 2 made of a corrugated wood layer 3 which has been corrugated by steaming and pressing. In contrast to machining, this measure does not adversely affect the fiber structure of the wood layer 3, so that the advantages of such a fiber structure can also be exploited in the area of the wood layer 3 that has been turned. On the back 4 of the parallel wave family of the corrugated wood layer 3, layers 5 of wood panels are glued, so that through the layers 5 interconnected via the corrugated wood layer 5, a composite body is obtained which brings with it special strength properties, on the one hand on the corrugation of the wood layer 3 and on the other hand based on the inclusion of the top layers 5 as tension or compression belts. Although the layers 2 and 5 consist of only one layer, these layers 2 and 5 can also be constructed in multiple layers in order to meet certain strength requirements in certain directions by special orientation of the fiber layer. The cavities resulting between the corrugated wood layer 3 and the top layers 5 are provided with a heat-insulating filling 6, which consist of natural fibers, for example made of hemp or tow, which are loosely blown into the cavities. Due to the limited volume of the cavities, these fibers do not need any additional binding in order to secure the confusion achieved by the blowing. However, it is advisable to impregnate the fibers accordingly, on the one hand to achieve a fire-retardant effect and on the other hand to prevent decomposition by microorganisms.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 sind zwei gewellte Holzschich- ten 3 vorgesehen, die jeweils aus einem geschälten Furnierholz hergestellt sind. Die beiden gewellten Holzschichten 3 sind so angeordnet, daß ihre Wellungen einander kreuzen. Da zwischen den beiden gewellten Holzschichten 3 eine Zwischenlage 7 vorgesehen ist, ergeben sich zwischen den gewellten Holzschichten 3 und den anliegenden Decklagen 5 bzw. der Zwischenlage 7 Hohl- räume, die mit einer Füllung 6 aus Naturfasern ausgefüllt sind, um eine entsprechende Wärmedämmung sicherzustellen. Das in dieser Weise erhaltene, plattenförmige Holzbauelement 1 stellt einen Verbundkörper dar, der hinsichtlich der Biegesteifigkeit wesentlich höheren Anforderungen als ein Holzbauelement 1 gemäß der Fig. 1 genügen kann, weil zwischen den Decklagen 5 nicht nur eine, sondern zwei mittlere Lagen 2 aus einer gewellten Holzschicht 3 mit in verschiedenen Richtungen unterschiedlichen Biegeverhalten eingesetzt werden. Es braucht wohl nicht besonders hervorgehoben zu werden, daß die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Es kommt ja lediglich auf die Kombination wenigstens einer mittleren Lage 2 aus einer gewellten Holzschicht 3 mit Decklagen 5 an, wobei die entstehenden Hohlräume mit einer wärmedämmenden Füllung ausgefüllt werden. Durch die Anordnung von gewellten Holzschichten 3 mit unterschiedlich ausgerichteten Wellungen sowie Lagen 2 und 5 aus Holzschichten mit unterschiedlich gerichteten Holzfasern lassen sich piattenförmige Holzbauelemente 1 verwirklichen, die sehr unterschiedlichen Belastungsanforderungen genügen können, wobei durch die Füllung 6 der Hohlräume aus einem wärmedämmenden Material eine sonst außen an plattenförmigen Bauelementen anzubringende Wärmedämmung entfallen kann. According to the exemplary embodiment according to FIG. 2, two corrugated wood layers 3 are provided, which are each made from a peeled veneer wood. The two corrugated layers of wood 3 are arranged so that their corrugations cross each other. Since an intermediate layer 7 is provided between the two corrugated wood layers 3, there are cavities between the corrugated wood layers 3 and the adjoining cover layers 5 or the intermediate layer 7, which are filled with a filling 6 made of natural fibers in order to ensure appropriate thermal insulation. The plate-shaped wooden component 1 obtained in this way represents a composite body which, in terms of bending stiffness, can meet significantly higher requirements than a wooden component 1 according to FIG. 1, because not only one but two middle layers 2 of a corrugated layer between the cover layers 5 Wood layer 3 can be used with different bending behavior in different directions. Needless to say, the invention is not limited to the illustrated embodiments. The only thing that matters is the combination of at least one middle layer 2 of a corrugated wood layer 3 with top layers 5, the cavities formed being filled with a heat-insulating filling. By arranging corrugated wood layers 3 with differently oriented corrugations as well as layers 2 and 5 of wood layers with differently oriented wood fibers, plate-shaped wooden structural elements 1 can be realized which can meet very different load requirements, with the filling 6 of the cavities made of a heat-insulating material making them otherwise external thermal insulation to be attached to plate-shaped components can be dispensed with.

Claims

Patenta n sprüche : Patent claims:
1. Plattenförmiges Holzbauelement aus wenigstens drei miteinander verleimten Lagen (2, 5), von denen zumindest die mittlere Lage (2) ein Wellprofil bildet, auf dessen Wellenrücken die anschließenden Lagen (5) aufgeleimt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellprofil aus einer durch ein Dämpfen und Pressen geformten Holzschicht (3) besteht und daß die sich durch das Wellprofil der mittleren Lage (2) zwischen den Lagen (2, 5, 7) ergebenden Hohlräume eine wärmedämmende Füllung (6) aufweisen.1. Panel-shaped wooden component from at least three layers (2, 5) glued together, of which at least the middle layer (2) forms a corrugated profile, on the back of which the subsequent layers (5) are glued, characterized in that the corrugated profile consists of a through a steaming and pressing shaped wooden layer (3) and that the cavities resulting from the corrugated profile of the middle layer (2) between the layers (2, 5, 7) have a heat-insulating filling (6).
2. Plattenförmiges Holzbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß die wärmedämmende Füllung (6) aus in die Hohlräume zwischen den Lagen (2, 5, 7) lose eingeblasenen Naturfasern besteht. 2. Panel-shaped wooden component according to claim 1, characterized in that the thermal insulation filling (6) consists of natural fibers blown into the cavities between the layers (2, 5, 7).
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