Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement für Bauteile aus Holz. Insbesondere betrifft es die Verwendung eines aus der Möbelfertigung bekannten Bauteiles, nämlich einer Spannexzenter-Schrauben-Verbindung.

Derartige Spannexzenter-Schrauben-Verbindungen bestehen gemäß dem Stand der Technik: a) aus einer Schraube, die mit einem vorbestimmten Über- stand m einen der beiden miteinander zu verbindenden

Holzteile geschraubt wird, b) aus einer im anderen Bauteil vorgesehenen Aufnahmeόff- nung für die Schraube samt deren Kopf und c) aus einem im Bereich des Schraubenkopfes in der Aufnah- meöffnung verdrehbar angeordneten, im wesentlichen hohlzy¬ lindrischen Spannexzenter, bei dessen Verdrehung der Kopf der Schraube hinterfaßt und die Schraube auf Zug bean¬ sprucht wird, wodurch die beiden Bauteile gegeneinander gepreßt werden. Derartige Spannexzenter-Schrauben-Verbindungen sind zur Herstellung von Laden und auch von Möbeln aus der Möbel¬ tischlerei seit längerem bekannt. Ihre Vorteile liegen m der einfachen Verbindbarkeit und Wiederlösbarkeit der so zusammengesetzten Teile und in der einfachen und genauen Anwendung, da nur die Schraube genau gesetzt und die Boh¬ rung für die Aufnahmeöffnung des Spannexzenters genau gebohrt werden muß, wobei aber auf Fräs- oder andere kom¬ plizierte und zeitaufwendige Arbeiten verzichtet werden kann. Im Möbelbau werden bei qualitativ höheren Ausführun- gen noch zusätzlich Holzdübel oder "Fischchen" als Justierhilfen und zur Übertragung von Querkräften verwen¬ det.

Eine Verwendung m der Bautischlerei, m der im wesentli¬ chen Pfosten mit annähernd quadratischem Querschnitt mit- einander verbunden werden müssen, wurde nie in Erwägung gezogen, wohl weil dem die Überzeugung entgegenstand, daß

bei den zu übertragenden Kräften sowohl die einzelnen Teile der Spannexzenter-Schrauben-Verbindung als auch die Schwächung der Querschnitte der Bauteile durch die Bohrun¬ gen für die Aufnahmeöffnung für den Spannexzenter und die im Bereich des Spannexzenters auftretende Flächenpressung zu groß wären.

Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß diese Befürchtungen unbegründet sind und daß Spannexzenter- Schrauben-Verbindungen, ähnlich den aus der Möbelherstel- lung vorbekannten, auch in der Bautischlerei verwendet werden können, insbesondere dann, wenn verschiedene Adap¬ tionen an den verwendeten Verbindungselementen vorgenommen werden.

Die erste Adaption betrifft das Durchmesser/Höhen-Verhält- nis des Spannexzenters. Bei der Möbeltischlerei werden praktisch ausschließlich Bretter miteinander verbunden, wodurch eine große Fläche bei geringer Stärke der zu ver¬ bindenden Teile zur Verfügung steht. Demgemäß sind alle vorbekannten Spannexzenter mit relativ großem Durchmesser bei vergleichsweise geringer Höhe (Länge in axialer Rich¬ tung) ausgebildet. Zur erfindungsgemäßen Verwendung haben sich nun Spannexzenter als besonders geeignet erwiesen, bei denen die axiale Länge größer ist als der Durchmesser.

Die zweite Adaption betrifft das Gewinde der Spann- schraube, die bei der Verwendung in der Bautischlerei üblicherweise im wesentlichen entlang der Faserrichtung des Holzes eingeschraubt wird, während in der Möbeltisch¬ lerei fast ausschließlich Spanplatten miteinander zu ver¬ binden sind, so daß von Haus aus nur Schrauben mit Span- plattengewinde verwendet wurden. Das erfindungsgemäß bevorzugte Gewinde ist asymmetrisch und weist zum Schrau ^¬ benkopf hin (in Auszugsrichtung belastet) eine nahezu nor¬ mal auf die Schraubenachse verlaufende Gewindeflanke auf, während die zur Schraubenspitze hin gerichtete Flanke des Gewindes eine Neigung von etwa 45° aufweist. Durch eine derartige Gewindeausbildung kommt es beim Einschrauben der

Schraube zu einer Verdichtung und Kompression des Werk¬ stoffes und zu einem hervorragenden Widerstand der Schraube gegen das Ausziehen.

Eine weitere, aus der Verwendung bei Möbeln unbekannte und dort auch nicht verwendbare Adaption betrifft den Ersatz des Gewindes der Spannschraube durch eine Einschnürung und die Ausbildung eines weiteren Kopfes, wobei dieser Zweit- köpf von einer im wesentlichen zylindrischen Hülse gehal¬ ten wird. Ausgestaltungen der Erfindung betreffen die Möglichkeit, bei Eckstößen von drei zueinander normal stehenden Balken eine feste Verbindung zu schaffen.

Die Erfindung ist m der beiliegenden Zeichnung an Hand von Beispielen dargestellt, wobei die Fig. 1 eine erfindungsgemäße Verbindung dreier Holz¬ bauteile, die Fig. 2 eine erfindungsgemäße schräge Verbindung zweier Holzbauteile, die Fig. 3 einen Spannexzenter, teilweise im axialen Schnitt, die Fig. 4 einen Spannexzenter in axialer Draufsicht gemäß dem Pfeil IV in Fig. 3, die Fig. 5 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfin¬ dungsgemäßen Schraube, die Fig. 6 einen Teil einer erfindungsgemäßen Schraube für eine HolzVerbindung nach Fig. 1, die Fig. 7 einen erfindungsgemäßen Bolzen samt zugehörigem

Stutzzylinder, die Fig. 8 eine Verbindung von drei normal aufeinander stehenden Pfosten, die Fig. 9 eine erfindungsgemäße Stützschale, die Fig. 10 einen erfindungsgemäßen Augenbolzen, die Fig. 11 eine Variante eines erfindungsgemaßen Spannex¬ zenters und die Fig. 12 eine Variante eines erfindungsgemäßen Bolzens für die Verbindungen gemäß den Figura 1 und 8 darstellt.

Aus den Fig. 1 und 2 sind zwei im Zimmermannsbau besonders ungeliebte und optisch kaum befriedigend herzustellende Holzverbindungen dargestellt. Dabei zeigt die Fig. 1 eine Verbindung dreier Holzteile 1, 2 und 3, wovon die Teile 1 und 3 fluchten, und der Teil 2 sandwichartig von diesen beiden Teilen eingeklemmt ist und mit seiner Längsachse im rechten Winkel zur gemeinsamen Längsachse der Teile 1 und 3 verläuft. Derartige Verbindungen und Stöße, wie sie bei Pergoli, bei Dachstühlen, bei Wintergärten und bei anderen Ständerbauten immer wieder auftreten, waren bisher nur durch verschiedene Laschen oder Verbmdungsplatten aus Metall zu schaffen, wobei derartige Konstruktionen optisch wenig ansprechend sind.

Die klassiche Verbindungsmethode mittels Zapfen und Aus- sparungen ist extrem arbeitsaufwendig und erfordert über¬ aus präzises Arbeiten, wie es nur ausgebildete Fachkräfte können.

Erfindungsgemäß werden all diese Probleme vermieden, indem in die zueinander fluchtend angeordneten Bauteile 1 und 3, Sacklöcher 4 zur Aufnahme von Spannexzentern 6 gebohrt werden und in den dazwischen geklemmten Bauteilen 2 eine Durchgangsbohrung 5 geschaffen wird, die bei der fertigen Holzverbindung m der Verbindungsebene der Achsen der Sacklöcher 4 liegt. Es werden sodann Spannexzenter 6, wie der in Fig. 3 darge¬ stellte, in die Sacklöcher 4 eingesetzt und eine Schraube, wie in Fig. 6 dargestellt, mit ihrem Gegenstück, das an der Spitze ein Außengewinde trägt, das in das Innengewinde 18 der in Fig. 6 dargestellten Schraube einschraubbar ist, in die Durchgangsbohrung 5 eingeführt und miteinander ver¬ schraubt . Sodann kann durch Verdrehen der Spannexzenter 6 in den Sacklöchern 4 die Holzverbindung fixiert werden

Übliche Justierhilfen bzw. Vorrichtungen zur Übertragung von Querkraften, wie beispielsweise Holz, Dübel oder Fischchen können selbstverständlich verwendet werden.

Fischchen sind Holzplättchen in Fischchenform, die in

kreisbogenförmig begrenzte Nuten einer Holzoberfläche ein¬ gesteckt werden und deren über diese Oberfläche ragender Teil in eine analoge kreisbogenförmig begrenzte Nut der entgegenstehenden Holzoberfläche eingepaßt wird. Ihre Ver- wendung ist im Holzbau bekannt und bedarf daher hier kei¬ ner weiteren Erörterung.

In Fig. 2 ist ein anderer im Zimmermannsbau auf optisch befriedigende Weise nur schwer lösbare Konstruktionssitua- tion dargestellt: Es handelt sich um eine abgeschrägte Ecke, bei der zwei Holzbauteile 1, 3, die unter 90° auf¬ einander stehen, nicht durch eine Gehrung oder stumpf, sondern unter Zwischenschaltung eines unter 45° schrägen Holzbauteils 2 miteinander zu verbinden sind.

Auch bei einer derartigen Situation war, wie bei der zuvor geschilderten, bisher stets die Verwendung von Laschen oder Verbmdungsplatten notwendig, was optisch keinen befriedigenden Eindruck hinterläßt.

Erfindungsgemäß wird bei dieser Situation (wie auch bei normalen 90°-Stößen) für jeden der beiden Stöße eine Spannexzenter-Schrauben-Verbindung verwendet, wobei die Schraubenachse normal zur Stoßebene liegt. Die in diesem Anwendungsfall verwendete Schraube 7 ist in Fig. 5 abge¬ bildet, wobei diese Abbildung eine bevorzugte Ausführungs¬ form der Schraube darstellt. Die Schraube 7 weist ein Gewinde 9, einen Schaft 10 und einen abgesetzten Kopf 11 auf. Das Gewinde 9 ist asymme¬ trisch, wobei seine kopfseitigen Flanken 12 einen Winkel von etwa 90° mit der Schraubenachse einschließen, während die spitzenseitigen Flanken 13 einen Winkel von etwa 45° mit der Schraubenachse einschließen. Durch dieses Gewinde wird ein hervorragender Auszugswiderstand für die Schraube 7 erreicht.

An das Gewinde 9 schließt sich der Schraubenschaft 10 an, der dicker als der Gewindeschaft ausgebildet ist, bevor- zugt dem "Rohling" entspricht und dessen gewmdeseitige

Schulter 14 als Markierung für die Einschraubtiefe der

Schraube dient. Bevorzugt ist der Übergang zwischen Gewinde und Schaft ohne Ausbildung eines Bundes, wie bei¬ spielsweise in Fig. 6 der Bund 15, gestaltet.

Der Vorteil der bundlosen Ausgestaltung liegt nicht nur in der Materialersparnis und der vereinfachten Bearbeitung der Schraube, sondern auch in der Tatsache, daß es zu kei¬ ner Vorspannung der Schraube im Holz durch das Anliegen des Bundes an der Holzoberfläche kommen kann, sondern daß gegebenenfalls bei etwas zu festem Anziehen der Schraube die Schulter 14 sich etwas ins Holz eindrückt, ohne daß dadurch nennenswerte Zugkräfte am Gewinde entstehen, so daß die Auszugssicherheit nicht beeinträchtigt wird.

Zwischen dem Schaft 10 und dem Kopf 11 der Schraube befin¬ det sich eine Einschnürung 16, die mit dem Spannexzenter 6 zusammenwirkt. Bei dieser Einschnürung wird der Kopf 11 der Schraube vom Spannexzenter hinterfaßt und sichert so die Verbindung der beiden Bauteile, in denen die Schraube 7 bzw. der Spannexzenter 6 angeordnet sind.

In Fig. 6 ist eine Schraube 7' dargestellt, wie sie beim Anwendungsfall gemäß Fig. 1 Verwendung findet. Die Schraube 7' weist, an den Kopf 11 und die Einschnürung 16 anschließend, einen Schaft 10 auf und unterscheidet sich in diesem Bereich nicht von der Schraube 7. Anschließend an den Schaft 10 befindet sich aber ein Bund 15, der als Einsetzmarkierung für die Schraube 7' dient und dessen spitzenseitige Stirnfläche an der Oberfläche des Bautei¬ les, in den die Schraube eingesetzt wird, anliegt.

Statt eines Gewindes 9 schließt sich ein Schaft 9' an, der im gezeigten Ausführungsbeispiel einen kleineren Außen- durchmesser aufweist als der Schaft 10, was aber nicht sein muß. Der Schaft 9' weist, ausgehend von seinem kopf- fernen Ende, eine koaxial zur Schraube liegende Sackboh¬ rung 17 auf, die zumindest über einen Teil ihrer Länge mit einem Innengewinde 18 versehen ist. Die Schraube 7' wird gemeinsam mit einer nicht dargestell¬ ten Schraube verwendet, die ähnlich der Schraube 7' aufge-

baut ist, aber im Bereich ihrer Spitze über ein mit dem Innengewinde 18 korrespondierendes Außengewinde verfugt, so daß die m Fig. 1 dargestellte Einbausituation erreich¬ bar ist . Wenn der zu durchquerende Bauteil 2 größere Abmessungen aufweist, ist die Verwendung zweier Schrauben 7 vorteilhaft, doch ist es auch m diesem Fall denkbar, zwei Schrauben 7' mit einem dazwischenliegenden Stück Gewmdestange mit einem zum Gewinde 18 passenden Gewinde zu verwenden. In Fig. 3 ist em erfindungsgemäß verwendeter Spannexzen¬ ter 6, teilweise im Axialschnitt dargestellt, in Fig. 4 in Draufsicht in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 3.

Derartige Spannexzenter sind, wie bereits eingangs ausge¬ führt, an sich bekannt und bedürfen daher an dieser Stelle nur einer kurzen Erläuterung: Der Spannexzenter weist im wesentlichen Zylinderform auf und kann mittels eines koaxial angeordneten Sechskantvorsatzes 19 verdreht wer¬ den. Es ist selbstverständlich möglich, statt eines Sechs¬ kants andere Organe vorzusehen, beispielsweise einen Vier- kant oder zwei exzentrisch zur Achse des Spannexzenters 6 vorgesehene, in axialer Richtung in der Stirnwand angeord¬ nete Bohrungen, in die em passender Schlüssel eingreifen kann.

Auf der dem Sechskant abgewandten Seite des Spannexzenters 6 ist eine entweder spiralförmige oder exzentrisch kreis¬ förmige Ausnehmung 20 vorgesehen. Etwa in der Mitte der axialen Erstreckung des Spannexzenters 6 ist über zumin¬ dest die Hälfte des Umfanges eine Durchbrechung in einer Ebene normal zur Spannexzenterachse 21 vorgesehen, die von der äußeren Mantelfläche des Spannexzenters bis zur Aus¬ nehmung reicht und so eine Umfangsnut 22 bildet. An einem Ende dieser Umfangsnut 22 schließt sich eine Axialnut 23 an, die bis zur Stirnfläche des Spannexzenters reicht, die im Sechskant 19 gegenüberliegt. Die Breite der beiden Nuten 22, 23 ist so gewählt, daß die Schrauben 7 bzw. 7' mit ihrer Einschnürung 16, nicht aber mit ihrem Kopf 11

durch die Nut gelangen können und sich darin mit Spiel bewegen können.

Die axiale Nut 23 liegt bezüglich der Ausnehmung 20 so, daß der zwischen der Ausnehmung 20 und dem Mantel des Spannexzenters bleibende exzentrische Ring 24 an dieser Stelle seine kleinste Wandstärke aufweist. Es ist somit möglich, die fest in ihrem Bauteil eingeschraubte bzw. gehaltene Schraube 7, 7' mit ihrer Einschnürung 16 in die Axialnut 23 einzuführen, bis sie in den Bereich der Umfangsnut 22 gelangt und sodann durch entsprechendes Ver¬ drehen des Spannexzenters 6 den Kopf der Schraube nach und nach in Bereiche des exzentrischen Ringes 24 zu bringen, in dem er eine immer größer werdende Wandstärke aufweist, so daß er schließlich den Kopf 11 fest hintergreift und die Schraube 7, 7' auf Zug beansprucht.

Bevorzugt ist die Mantelfläche der Ausnehmung 20 nicht durchgehend glatt, sondern, wie aus Fig. 4 ersichtlich, gewellt ausgeführt, um das Spannen der Schraube 7, 7' nahezu schrittweise vorzunehmen, wodurch em Lösen der Verbindung durch Verdrehen des Spannexzenters 6 verhindert wird, da die Schraube mit ihrem Kopf 11 schlimmstenfalls auf der nächsten "Stufe" verbleibt, ohne genügend Kraft in Umfangsrichtung ausüben zu können, die für em weiteres Verdrehen des Spannexzenters 6 ausreichend wäre. Wie aus der Fig. 3 hervorgeht, ist die axiale Länge H des Spannexzenters 6 größer als sein Außendurchmesser D, was für die Verwendung beim Holzbau und in der Bautischlerei vorteilhaft ist.

In Fig. 7 ist em vorteilhafter Ersatz für eine Spann- schraube dargestellt. Dieser Ersatz besteht aus einem Bol ^¬ zen 25 mit Einschnürungen 26 nahe seiner Enden. Durch diese Einschnürungen sind die Bolzenenden als Köpfe ausge ^¬ bildet, auch wenn ihr Durchmesser dem des Bolzens ent¬ spricht. Zumindest einer der beiden Köpfe wirkt, wie oben beschrieben, mit einem Spannexzenter zusammen, der zweite Kopf kann aber auch mit einer Halteplatte, z.Bsp. einer

einfachen zylindrischen Hülse 27 mit einem bis etwa m ihre Mitte führenden Längsschlitz 28 zusammenwirken.

Dabei kann sogar statt der Hülse ein Halbzylinder mit Schlitz verwendet werden, der durch Stanzen und Biegen wesentlich billiger herstellbar ist, als eine zylindrische Hülse.

In einer weiteren Ausgestaltung können am Schaft zumindest nahe eines seiner Enden mehrere Einkerbungen 26 vorgesehen sein, sodaß beim Abschneiden in einer der Einkerbungen em Doppelkopfbolzen der benotigten Länge entsteht. Dadurch wird die Herstellung und die Lagerhaltung vereinfacht und auch am Bau ist das Durchsagen des Bolzens einfacher als das Bereitstellen verschiedener Bolzenlangen.

In Fig. 8 ist eine erfindungsgemäße Verbindung dreier auf- einander normal stehender Pfosten 29, 30 und 31 darge¬ stellt, wie sie beispielsweise an oberen Ecken eines qua¬ derförmigen Holzstanderbaus aufeinandertreffen. Dabei wei¬ sen die horizontal verlaufenden Balken 29, 30, an ihrer Unterseite Sacklόcher zur Aufnahme eines Spannexzenters 31 und einer halbzylindrischen Stutzschale 33 auf.

Zwischen diesen beiden Elementen wird auf die oben beschriebene Weise em Bolzen 25 auf Zug gespannt gehal¬ ten. Die beiden Balken 29, 30 sind auf Gehrung geschnitten und auf den Schnitt stumpf aufgesetzt ist die Stirn des Ständers 31. Dieser weist ein in seiner Längsrichtung ver¬ laufendes Sackloch 35 auf, in das em Augenbolzen 36 (Fig. 10) eingesetzt ist.

Dieser Augenbolzen weist an einem Ende em Auge 37 auf, mit dem er den Bolzen 25 umfaßt, an seinem anderen Ende ist er wie die oben beschriebenen Bolzen ausgebildet und wird von einem Spannexzenter 32 auf Zug gehalten

Die Fig. 9 zeigt eme erfindungsgemäße Stutzschale 33 im Detail . Sie besteht im wesentlichen aus einer halbzylm- drischen Mantelflache 34 und einer Axialnut 42 ahnlich der Axialnut 23 (Fig 4) .

Wenn der Außendurchmesser der Stützschale 33 größer gewählt ist als der Durchmesser ihrer Aufnahme 43 und sie sich über weniger als den halben Umfang erstreckt, um m die Aufnahme zu passen, so kann sie durch den vom Spannex- zenter 32 ausgeübten Zug elastisch deformiert werden und damit die Verbindung trotz des Schwinden des Holzes stets kraftschlüssig und damit spielfrei halten.

Dies ist auch erreichbar, wenn die Stützschale 33 und/oder der Spannexzenter 32 nicht direkt in die entsprechenden Ausnehmungen eingesetzt werden, sondern zumindest auf der einander zugewandten Seite mittels einer Kunststoff- oder Gummieinlage od.dergl. eine elastisch deformierbare Schichte geschaffen wird, die denselben Zweck erfüllt.

Die Fig. 10, zum Teil schon oben beschrieben, zeigt einen Augenbolzen 36. Er weist an einem Ende ein Auge 37 auf, durch das, wie aus Fig. 8 ersichtlich, em Bolzen 25 gesteckt werden kann, dessen Achse sodann normal zur Achse des Augenbolzens verläuft.

In Fig. 11 ist ein erfindungsgemäßer, bevorzugt verwende- ter Spannexzenter 37 dargestellt. Dieser besteht im wesentlichen aus einem Hohlzylmder mit nur einer geschlossenen Stirnfläche 38, wobei die Achse der inneren Mantelfläche gegenüber der Achse der äußeren Mantelfläche versetzt ist. An der dünnsten Stelle des Mantels 39 ist, ausgehend vom offenen Rand 40, eme achsparallele Durch¬ brechung - Axialnut 23 - vorgesehen, die im Abstand vom offenen Rand 40 in eine in Umfangsrichtung verlaufende Durchbrechung, die Umfangsnut 22, übergeht. Die Umfangsnut 22 erstreckt sich bevorzugt etwa über die Hälfte des Umfanges des Spannexzenters 32.

Beim Spannexzenter 32 ist die innere Mantelfläche im wesentlichen glatt, die äußere Mantelfläche weist, wie m der Detaildarstellung der Fig. 11 ersichtlich, eine Auf¬ rauhung, bevorzugt eme feine Zahnung 41 mit achsparallel verlaufenden Zahnspitzen auf. Diese Zahnung 41 verhindert em unbeabsichtigtes Lösen des Spannexzenters, z .Bsp. bei

vibrierender Belastung, durch Verdrehen desselben und ist wirksamer und dabei kostengünstiger herstellbar, beispielsweise durch Rollen, als die innere Zahnung gemäß Fig. 4. Die Fig. 12 zeigt einen Bolzen 25 ahnlich dem der Fig. 7, mit einem Schaft 10 und Einschnürungen 16 nahe beiden Schaftenden, durch die an jedem Bolzenende jeweils em Kopf 11 gebildet wird. Der Durchmesser des Bolzens 25 ist dabei so gewählt, daß er zügig oder mit geringem Spiel durch das Auge 37 des Augenbolzens 36 (Fig. 10) geschoben werden kann, um die Verbindung gemäß Fig. 8 zu schaffen.

Als Material für die Spannexzenter 6, die Schrauben 7, 7' , die Bolzen 25 und die Stutzzylinder 27 bzw. Stutzschalen 33 kommt Stahl, aber auch hochfester Kunststoff (Kevlar, etc.) in Frage. Die Dimensionierung hängt vom Verwendungs¬ zweck ab und kann vom Fachmann in Kenntnis der Erfindung leicht bestimmt werden.