WO2001065018A1 - Verbindung von zwei zumindest annähernd rechtwinklig aneinander anschliessenden holzbalken - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a connection of two wooden beams adjoining one another at least approximately at right angles, screws engaging in both wooden beams being provided.
  • the present invention has for its object to provide a connection of the type mentioned, which enables optimal power transmission using screws.
  • connections can be used advantageously for main / secondary carrier connections.
  • the tensile load and the other the compressive load can be determined in corresponding tests that even if only screws are used, i.e. no additional interlocking pins and grooves are present, significantly better results are achieved.
  • Adequate anchoring of the screws in planes running parallel to the fiber direction is possible in the area of a secondary girder, and there is also sufficient anchoring in the area of the main girder, since there the screws run transversely to the fiber direction.
  • the screws are inserted in planes lying parallel to one another, these planes running parallel to the grain direction in one wooden beam and transverse to the grain direction in the other wooden beam. Not only is sufficient mutual fastening possible, but this also has an effect on optimal power transmission between the two wooden beams to be connected to one another.
  • the screws are screwed in each case in parallel planes and lying in one of two planes perpendicular to these planes, the two planes running perpendicular to the other planes forming a right angle or a slightly different right angle with one another ,
  • the screws arranged in successive levels are therefore aligned parallel to one another with respect to one level and are present with intersection with respect to each other. This results in an optimal power transmission, whereby even with relatively narrow wooden beams either only two or a plurality of screws can be used, which are present in the same orientation in the successive levels.
  • connection is therefore based on the possibility of the tensile and compressive forces being taken over by the screws, so that much higher values can be achieved here than can be achieved with an exclusive pin-groove connection or by nail connections. It is therefore to be regarded as particularly advantageous that the two planes, which are at least approximately at right angles to one another and thus the screws which are aligned according to these planes, intersect one another approximately at half the height of the bar or of the bar which is smaller in height. Thus, an optimal connection of two wooden beams that are at least approximately at right angles to one another is possible.
  • Figure 1 is an oblique view of two at least approximately at right angles adjacent wooden beams.
  • FIG. 3 shows a plan view of the wooden beams to be connected to one another
  • Fig. 4 and Fig. 5 in a vertical section and in a plan view of an embodiment variant in which two wooden beams connect at right angles to one another on a wooden beam designed as a main beam.
  • the present invention relates to the connection of two wooden beams 1 and 2, which adjoin one another at least approximately at right angles, using wood screws 3 which engage in both wooden beams 1 and 2 with threaded sections.
  • Such connections generally exist where there are wooden beams 1 with a larger cross-section, referred to as main beams, to which smaller wooden beams 2, called cross-beams, are connected in cross-section.
  • main beams to which smaller wooden beams 2, called cross-beams
  • cross-beams are connected in cross-section.
  • two screws 3 are used. These two screws 3 lie in mutually parallel planes 4 and 5, so that the screws 3 engage in one wooden beam 1 at right or acute angles to the fiber direction and in the other wooden beam 2 this plane 4 or 5 runs parallel to the fiber direction.
  • the screws 3 are also at right angles to the planes 4 and 5, planes 6 and 7, so that the screws 3 are screwed in crossing each other, but in the planes 4 and 5 which are at a distance from one another.
  • the two levels 6 and 7 are approximately at right angles to one another, so that the screws 3 are also screwed in approximately at right angles to one another. It is also provided that the screws 3 lying in the successive levels 4 and 5 are screwed in from opposite directions, so that once the head 8 of a screw 3 is assigned to the wooden beam 2 and once to the wooden beam 1.
  • screws in addition to the known pin-groove connections in the manner according to the invention in order to achieve an optimal mutual connection. Screws can be used which, as in the embodiment shown, have two threaded sections, on the one hand facing the screw tip and on the other hand facing the screw head. However, it would also be possible to provide a continuous thread. Furthermore, screws can be used in which two threaded sections with different thread pitches are provided, in order thereby to achieve a mutual contact force between the wooden beams 1 and 2. The screws shown in the drawings have a type of drilling part in order to reduce the risk of splitting the wooden beams when the screws are screwed in. Within the scope of the invention, it would also be conceivable to use screws 3 in which the threaded sections have different diameters, that is to say that the threaded section which faces the head of the screw would have a slightly larger diameter.

Abstract

Bei einer Verbindung von zwei zumindest annähernd rechtwinklig aneinander anschliessenden Holzbalken (1, 2) sind in beide Holzbalken (1, 2) eingreifende Schrauben (3) vorgesehen. Dabei sind wenigstens zwei in zwei zueinander parallel verlaufenden Ebenen liegende Schrauben (3) eingesetzt, welche sich kreuzend eingedreht sind. Schrauben (3) sind in dem einem Balken (2) in parallel zu der Faserrichtung verlaufenden Ebenen eingesetzt und greifen somit in dem anderen Balken (1) recht- oder spitzwinklig zur Faserrichtung ein.

Description

Gegenstand : Verbindung von zwei zumindest annähernd rechtwinklig aneinander anschließenden Holzbalken
Die Erfindung betrifft eine Verbindung von zwei zumindest annähernd rechtwinklig aneinander anschließenden Holzbalken, wobei in beide Holzbalken eingreifende Schrauben vorgesehen sind.
Es sind bereits viele Ausführungsvarianten von Holzverbindungen durch Schrauben bekannt geworden (DE 706 759 C und FR 865 513). Bei diesen bekannten Holzverbindungen werden in vielfacher Art und Weise Schrauben spitzwinklig zur Oberfläche von Holzbalken eingedreht, wobei in der Regel auf tatsächliche Belastungsprobleme bei Holzverbindungen wenig Rücksicht genommen wird, so daß sich offensichtlich solche Holzverbindungen praktisch nicht durchgesetzt haben. Probleme stellen sich gerade bei rechtwinklig aneinander anschließenden Holzbalken, die bisher praktisch nur durch eine ausreichende Zapfen- und Nutverbindung, gegebenenfalls durch zusätzliche Verleimung oder aber unter Zuhilfenahme von metallischen Profilteilen, sicher verbunden werden konnten.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Verbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine optimale Kraftübertragung unter Einsatz von Schrauben ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird dazu vorgeschlagen, daß wenigstens zwei in zwei zueinander parallel verlaufenden Ebenen liegende Schrauben eingesetzt sind, welche sich kreuzend eingedreht sind, wobei die Schrauben in dem einen Balken in parallel zu der Faserrichtung verlaufenden Ebenen eingesetzt sind und somit in dem anderen Balken recht- oder spitzwinklig zur Faserrichtung eingreifen.
Solche Verbindungen sind in vorteilhafter Weise bei Haupt-/Nebenträgeranschlüssen einsetzbar. Von den beiden jeweils paarweise eingesetzten Schrauben kann eine die Zugbelastung und die andere die Druckbelastung übernehmen, wobei bei entsprechenden Versuchen festgestellt werden kann, daß selbst dann, wenn ausschließlich Schrauben eingesetzt werden, also keine zusätzlichen ineinandergreifenden Zapfen und Nuten vorhanden sind, wesentlich bessere Ergebnisse zu erzielen sind.
Im Bereich eines Nebenträgers ist eine ausreichende Verankerung der Schrauben in parallel zur Faserrichtung verlaufenden Ebenen möglich, und im Bereich des Hauptträgers ergibt sich ebenfalls eine ausreichende Verankerung, da dort die Schrauben quer zur Faserrichtung verlaufen.
Es ist also ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Schrauben in parallel zueinander liegenden Ebenen eingesetzt sind, wobei diese Ebenen in dem einen Holzbalken parallel zur Faserrichtung und in dem anderen Holzbalken quer zur Faserrichtung verlaufen. Es ist so nicht nur eine ausreichende gegenseitige Befestigung möglich, sondern dies wirkt sich auch auf eine optimale Kraftübertragung zwischen den beiden miteinander zu verbindenden Holzbalken aus.
Weiter wird vorgeschlagen, daß mehr als zwei Schrauben jeweils in parallel zueinander ausgerichteten Ebenen liegen und die in den aufeinander folgenden Ebenen liegenden Schrauben jeweils von entgegengesetzten Richtungen eingedreht sind und sich somit jeweils kreuzen. Das heißt also, daß einmal der Kopf der Schraube dem einen Holzbalken zugewandt ist und einmal der Kopf der Schraube dem anderen Holzbalken. Es sind somit noch wesentlich besser die jeweils einwirkenden Druck- und Zugkräfte kontrollierbar.
Weiter wird vorgeschlagen, daß die Schrauben jeweils in parallel zueinander ausgerichteten Ebenen und in einer von zwei rechtwinklig zu diesen verlaufenden Ebenen liegend eingedreht sind, wobei die beiden rechtwinklig zu den anderen Ebenen verlaufenden zwei Ebenen zueinander einen rechten oder geringfügig von einem rechten abweichenden Winkel miteinander einschließen. Die in aufeinander folgenden Ebenen angeordneten Schrauben sind daher bezüglich einer Ebene parallel zueinander liegend ausgerichtet und bezüglich der anderen Ebenen jeweils sich kreuzend vorhanden. Es ergibt sich dadurch eine optimale Kraftübertragung, wobei auch bei relativ schmalen Holzbalken entweder nur zwei oder auch eine Vielzahl von Schrauben eingesetzt werden können, die in gleicher Ausrichtung in den aufeinander folgenden Ebenen vorhanden sind.
Besonders vorteilhaft wirkt sich aus, wenn die beiden zumindest annähernd rechtwinklig zueinander ausgerichteten Ebenen und somit die gemäß diesen Ebenen ausgerichteten Schrauben einander im Bereich der Stoßstelle der aneinander anschließenden Holzbalken kreuzen. Es ist damit die Hauptübertragung von Kräften auf die einander zugewandten Oberflächen der miteinander zu verbindenden Holzbalken konzentriert, so daß hier also die Kräfte im Wesentlichen im Mittelteil bezogen auf die Höhe zumindest des im Querschnitt kleineren Holzbalkens sich auswirken. Es ist gerade dadurch eine optimale Kraftübertragung möglich. Es ist daher auch in besonderer Weise eine Zerstörung der Holzbalken im Belastungsfalle fast ausgeschlossen. Die Verbindung stützt sich also auf die Möglichkeit der Übernahme von Zug- und Druckkräften durch die Schrauben aus, so daß hier wesentlich höhere Werte erzielt werden können als dies mit einer ausschließlichen Zapfen-Nut-Verbindung oder durch Nagelverbindungen erreicht werden kann. Es ist deshalb als besonders vorteilhaft anzusehen, daß die beiden zumindest annähernd rechtwinklig zueinander ausgerichteten Ebenen und somit die gemäß diesen Ebenen ausgerichteten Schrauben einander annähernd auf der halben Höhe der Balken oder des in der Höhe kleineren Balkens kreuzen. Damit ist also eine optimale Verbindung von zwei zumindest annähernd rechtwinklig aneinander anschließenden Holzbalken möglich.
Weitere erfindungsgemäße Merkmale und besondere Vorteile werden in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Schrägsicht zweier zumindest annähernd rechtwinklig aneinander anschließender Holzbalken;
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch diese Verbindung;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die miteinander zu verbindenden Holzbalken;
Fig. 4 und Fig. 5 in einem Vertikalschnitt sowie in einer Draufsicht eine Ausführungsvariante, bei der an einen als Hauptträger ausgebildeten Holzbalken einander gegenüberliegend zwei Holzbalken rechtwinklig anschließen.
Bei der vorliegenden Erfindung geht es um die Verbindung von zwei zumindest annähernd rechtwinklig aneinander anschließenden Holzbalken 1 und 2, und zwar unter Einsatz von Holzschrauben 3, welche in beide Holzbalken 1 und 2 mit Gewindeabschnitten eingreifen.
Solche Verbindungen gibt es in der Regel dort, wo als Hauptträger bezeichnete, im Querschnitt größere Holzbalken 1 vorhanden sind, an welche im Querschnitt kleinere, als Nebenträger bezeichnete Holzbalken 2 angeschlossen werden. Im Rahmen der Erfindung ist es natürlich grundsätzlich möglich, eine solche Verbindung überall dort einzusetzen, wo zumindest annähernd rechtwinklig aneinander anschließende Holzbalken 1 und 2 vorhanden sind, wobei es an sich gleichgültig ist, ob beide Holzbalken 1 und 2 die gleiche Höhe oder überhaupt den gleichen Querschnitt aufweisen oder ob gegebenenfalls der Querschnitt des Holzbalkens 2 größer ist als der Querschnitt des Holzbalkens 1.
Bei der Ausführung nach den Fig. 2 und 3 sind zwei Schrauben 3 eingesetzt. Diese beiden Schrauben 3 liegen in zueinander parallel verlaufenden Ebenen 4 und 5, so daß die Schrauben 3 in dem einen Holzbalken 1 recht- oder spitzwinklig zur Faserrichtung eingreifen und in dem anderen Holzbalken 2 diese Ebene 4 bzw. 5 parallel zur Faserrichtung verläuft. Die Schrauben 3 liegen ferner in rechtwinklig zu den Ebenen 4 und 5 verlaufenden Ebenen 6 bzw. 7, so daß die Schrauben 3 einander kreuzend eingedreht sind, jedoch in den mit Abstand zueinander liegenden Ebenen 4 und 5 verlaufen.
Die beiden Ebenen 6 und 7 stehen annähernd rechtwinklig zueinander, so daß auch die Schrauben 3 sich annähernd rechtwinklig kreuzend eingedreht sind. Es ist dabei auch vorgesehen, daß die in den aufeinander folgenden Ebenen 4 und 5 liegenden Schrauben 3 von entgegengesetzten Richtungen eingedreht sind, so daß also einmal der Kopf 8 einer Schraube 3 dem Holzbalken 2 und einmal dem Holzbalken 1 zugeordnet ist.
Bei dieser Anordnung der Schrauben 3 wird auch erreicht, daß sich die beiden annähernd rechtwinklig zueinander ausgerichteten Ebenen 6 und 7 und somit natürlich auch die gemäß diesen Ebenen 6 und 7 ausgerichteten Schrauben 3 einander im Bereich der Stoßstelle 9 der aneinander anschließen- den Holzbalken 1 , 2 kreuzen. Es ist dabei vorteilhaft, wenn sich diese beiden Ebenen 6 und 7 und somit auch die hier liegenden Schrauben 3 einander annähernd auf der halben Höhe der Balken 1 bzw. 2 oder im vorliegenden Falle auf der halben Höhe des in der Höhe kleineren Balkens 2 kreuzen. Es wird somit bei einer entsprechenden Belastung der Holzbalken 1 und 2 der Bereich der größten Kraftübertragung zwischen den beiden Balken auf den Mittelbereich der Höhe des Balkens 2 konzentriert, so daß gerade daraus eine optimale Kraftübertragung möglich ist.
Bei der Ausgestaltung nach den Fig. 4 und 5 sind an sich die gleichen Maßnahmen gesetzt wie bei der Ausgestaltung nach den Fig. 2 und 3, wobei hier einerseits mehrere Paare von Schrauben 3 als Verbindung zwischen den Holzbalken 1 und 2 eingesetzt sind und andererseits hier eine Möglichkeit aufgezeigt ist, bei der einander gegenüberliegend annähernd rechtwinklig anschließende Holzbalken 2 mit einem als Hauptträger ausgebildeten Holzbalken 1 verbunden werden können. Es bedarf hier nur eines entsprechend versetzten Anordnens der Ebenen 4 und 5, wobei es zusätzlich denkbar ist, die den gegenüberliegenden Holzbalken 2 zugeordneten Paare von Schrauben 3 geringfügig gegeneinander versetzt anzuordnen.
In der vorstehenden Beschreibung wurde stets davon ausgegangen, daß die Holzbalken 2 stumpf an den Holzbalken 1 anstoßen. Es wäre aber durchaus denkbar, zusätzlich zu bekannten Zapfen-Nut-Verbindungen auf die erfindungsgemäße Art und Weise Schrauben einzusetzen, um eine optimale gegenseitige Verbindung zu erreichen. Es können dabei Schrauben eingesetzt werden, die wie in der dargestellten Ausführung zwei Gewindeabschnitte aufweisen, und zwar einerseits der Schraubenspitze und andererseits dem Schraubenkopf zugewandt. Es wäre aber auch möglich, ein durchgehendes Gewinde vorzusehen. Weiter können Schrauben eingesetzt werden, bei welchen zwei Gewindeabschnitte mit unterschiedlichen Gewindesteigungen vorgesehen sind, um dadurch noch eine gegenseitige Anpreßkraft zwischen den Holzbalken 1 und 2 zu erzielen. Die in den Zeichnungen dargestellten Schrauben weisen eine Art Bohrteil auf, um beim Eindrehen der Schrauben die Spaltgefahr bei den Holzbalken zu verringern. Im Rahmen der Erfindung wäre es auch denkbar, Schrauben 3 einzusetzen, bei welchen die Gewindeabschnitte unterschiedlichen Durchmesser aufweisen, daß also der Gewindeabschnitt, welcher dem Kopf der Schraube zugewandt ist, einen geringfügig größeren Durchmesser aufweisen würde.

Claims

PatentansprücheGegenstand : Verbindung von zwei zumindest annähernd rechtwinklig aneinander anschließenden Holzbalken
1. Verbindung von zwei zumindest annähernd rechtwinklig aneinander anschließenden Holzbalken, wobei in beide Holzbalken eingreifende Schrauben vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei in zwei zueinander parallel verlaufenden Ebenen (4, 5) liegende Schrauben (3) eingesetzt sind, welche sich kreuzend eingedreht sind, wobei die Schrauben (3) in dem einen Balken (2) in parallel zu der Faserrichtung verlaufenden Ebenen (4, 5) eingesetzt sind und somit in dem anderen Balken (1) recht- oder spitzwinklig zur Faserrichtung eingreifen.
2. Verbindung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß mehr als zwei Schrauben (3) jeweils in parallel zueinander ausgerichteten Ebenen (4, 5) liegen und die in den aufeinander folgenden Ebenen (4, 5) liegenden Schrauben (3) jeweils von entgegengesetzten Richtungen eingedreht sind und sich somit jeweils kreuzen.
3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (3) jeweils in parallel zueinander ausgerichteten Ebenen (4, 5) und in einer von zwei rechtwinklig zu diesen verlaufenden Ebenen (6, 7) liegend eingedreht sind, wobei die beiden rechtwinklig zu den anderen Ebenen (4, 5) verlaufenden zwei Ebenen (6, 7) zueinander einen rechten oder geringfügig von einem rechten abweichenden Winkel miteinander einschließen.
4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zumindest annähernd rechtwinklig zueinander ausgerichteten Ebenen (6, 7) und somit die gemäß diesen Ebenen (6, 7) ausgerichteten Schrauben (3) einander im Bereich der Stoßstelle (9) der aneinander anschließenden Holzbalken (1, 2) kreuzen.
5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zumindest annähernd rechtwinklig zueinander ausgerichteten Ebenen (6, 7) und somit die gemäß diesen Ebenen (6, 7) ausgerichteten Schrauben (3) einander annähernd auf der halben Höhe (H) der Balken (1, 2) oder des in der Höhe kleineren Balkens (2) kreuzen.
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