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Title:
CONNECTION SYSTEM FOR FIRMLY CONNECTING AT LEAST TWO ELEMENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/098597
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a connection system (1) for firmly connecting at least two elements (2, 3), especially carriers. Said system comprises at least one first element (2), one of the ends thereof adjoining the other element (3) on a contact surface, and being fixed to said other element by a connecting means; and at least one connecting piece (7), especially a shear connector, which is made out of high-strength material, preferably metal, and which is connected to, and especially integrated into, one of the elements (2). The aim of the invention is to improve the fixing possibility of both elements. In order to achieve this, the connecting piece (7), especially the shear connector, is provided with a continuous recess (9), especially a bore hole, and the connecting means (11) extends through the recess (9). The element (2) containing the connecting piece (7) is embodied as a wooden component.

Inventors:
REICHARTZ PAUL (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/006827
Publication Date:
December 27, 2001
Filing Date:
June 16, 2001
Export Citation:
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Assignee:
INDUO GES ZUR VERWERTUNG VON S (DE)
REICHARTZ PAUL (DE)
International Classes:
E04B1/21; E04B1/26; E04B1/41; E04C3/14; E04C3/18; E04C3/28; E04C3/29; E04C3/293; F16B7/18; E04B1/24; (IPC1-7): E04B1/41; E04B1/26
Foreign References:
DE19701458C11998-09-03
EP0685609A11995-12-06
EP0127095A21984-12-05
Attorney, Agent or Firm:
Bergen, Klaus (Düsseldorf, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. : Verbindungssystem (1) zum festen Verbinden von mindestens zwei Elementen (2,3), insbesondere Trägern, bestehend aus mindestens einem ersten Element (2), das mit einem seiner En den an das andere Element (3) an einer Kontaktfläche (14) an grenzt und an diesem mit einem Verbindungsmittel (11) befestigt ist, und mindestens einem mit einem der Elemente (2) verbundenen, ins besondere in dieses integrierte, Anschlußteil (7), insbesondere Verbundanker, aus hochfestem Material, vorzugsweise aus Metall, dadurch gekennzeichnet, daß das das Anschlußteil (7) aufnehmende Element (2) als Holz bauteil, vorzugsweise Platte, Schichtplatte, Plattenschichten oder als eine Kombination daraus ausgebildet ist, und daß das Anschlußteil (7), insbesondere der Verbundanker, mit einer durchgehenden Ausnehmung (9), insbesondere mit einer Bohrung, versehen ist und daß sich das Verbindungsmittel (11) freilangs be wegbar durch die Ausnehmung (9) erstreckt,.
2. Verbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußteil (7) als Verbundanker ausgeführt ist, der zur integralen Verankerung in einem der Elemente (2) mit einer Anzahl von Vorsprüngen (8), insbesondere Dornen, versehen ist.
3. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (2), vorzugsweise der Balken, zur Einbringung des Anschlußteils (7), bevorzugt in seiner Mittene bene (4), teilbar ausgebildet ist.
4. Verbindungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (2), vorzugsweise der Balken, zur Aufnahme des Anschlußteils (7) in der Ebene (14) geteilt ist, in der die Zugoder Druckzone des Elements (2) liegt.
5. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel (11) zur Befestigung an dem anderen Element (3) mit einem Endabschnitt ausgestattet ist, das mit einem Gegenabschnitt am oder im anderen Element (3) formschlüssig zusammenwirkt.
6. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel (11) zur Befestigung an dem anderen Element (3) mit einem Gewindeabschnitt ausge stattet ist, das mit einer Gewindebohrung am oder im anderen Ele ment (3) zusammenwirkt.
7. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmittel (11) eine Schraube, vorzugsweise eine Zylinderschraube mit Innensechskant (Imbus schraube), ist.
8. Verbindungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (12) der Schraube (11) einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser der in das Anschlußteil (7) ein gebrachten Bohrung (9).
9. Verbindungssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kopf (12) der Schraube (11), insbesondere der Zylinderkopfschraube mit Innensechskant (Imbusschraube), an der dem anderen Element (3) abgewandten Seite des Anschlußteils (7) angeordnet ist.
10. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Verbundankers (7) in das Element (2), vorzugsweise in den Balken, eine entlang der Längs achse (5) des Elements (2), vorzugsweise des Balkens, verlaufende Ausnehmung (6), vorzugsweise mit einem Querschnitt in Form einer Raute oder eines Quadrats, eingearbeitet ist, die sich über die Länge des Verbundankers (7) zumindest geringfügig hinaus er streckt.
11. Verbindungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die entlang der Längsachse (5) des Elements (2), vor zugsweise des Balkens, verlaufende Ausnehmung (6) über die ge samte Länge des Elements (2), vorzugsweise des Balkens, er streckt.
12. Verbindungssystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn zeichnet, daß das Element (2), vorzugsweise der Balken, an der von dem anderen Element (3) abgewandten Seite des Verbund ankers (7) eine Ausnehmung (15) aufweist, deren Längsachse (16) mit derjenigen (5) des Elements (2), vorzugsweise des Balkens, einen Winkel einschließt, wobei sich beide Ausnehmungen (6,15) schneiden.
13. Verbindungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen 20° und 60° beträgt, vorzugsweise zwi schen 30° und 50°.
14. Verbindungssystem nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Öffnung (18), die die winklig angeordnete Aus nehmung (15) an der Oberfläche des Elements (2), vorzugsweise des Balkens, bildet, mit einem Verschluß, insbesondere mit einem Stopfen, versehen ist.
15. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche l bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Element (2), insbesondere im Bal ken, von der Kontaktfläche (14) aus gesehen hinter dem Verbin dungsmittel (11), insbesondere der Schraube, ein Sicherungsele ment (19) angeordnet ist, das eine Verschiebung des Verbindungs mittels (11) relativ zum Anschlußteil (7) verhindert.
16. Verbindungssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement (19) ein Stift ist.
17. Verbindungssystem nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn zeichnet, daß der Abstand zwischen dem Ende des Verbindungs mittels (11) im montierten Zustand und dem Sicherungselement (19) zwischen 5 und 200 mm, vorzugsweise zwischen 75 und 125 mm, beträgt.
18. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Element (2,3), insbesondere der Balken (2), aus Holz besteht.
19. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Element (2,3) aus Metall, insbesondere Stahl, besteht.
20. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Element (2,3) aus Stahlbe ton besteht.
21. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Element (2,3) aus Mauer werk oder Mauerwerksteilen besteht.
22. Verbindungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (2) ein Kreuzbalken aus Holz in einem Ho (ztragwerk ist.
23. Verwendung eines Verbindungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 22 im Holzbau.
24. Verwendung nach Anspruch 23 in einem Tragwerk oder Fachwerk.
25. Verwendung nach Anspruch 23 im Möbelbau, insbesondere im Mas sivholzmöbelbau.
26. Verwendung nach Anspruch 23 im Verbau von Plattenwerkstoffen, vorzugsweise von solchen Platten, die aus mehreren Holzschichten zusammengesetzt sind.
Description:
"Verbindunassystem zum festen Verbinden von mindestens zwei Elementen" Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft ein Verbindungssystem zum festen Verbinden von mindestens zwei Elementen, insbesondere Trägern, bestehend aus min- destens einem ersten Element, das mit einem seiner Enden an das an- dere Element an einer Kontaktfläche angrenzt und an diesem mit einem Verbindungsmittel befestigt ist, und mindestens einem mit einem der Elemente verbundenen, insbesondere in dieses integrierte, Anschlußteil, insbesondere Verbundanker, aus hochfestem Material, vorzugsweise aus Metall.

Stand der Technik Ein Verbindungssystem der gattungsgemäßen Art ist aus der DE 197 01 458 Cl bekannt. Die dort beschriebenen Verbindungssysteme haben sich besonders im Holzbau bewährt. Zur Sicherstellung eines stabilen Ver-

bundes wird ein Trägerbalken-meist mittig-geteilt und eine Ausneh- mung im Inneren des Balkens eingearbeitet. Die Querschnittskontur der Ausnehmung entspricht derjenigen eines metallischen Verbundankers, der in den Balken integriert wird. Zwecks festem Halt ist der Verbund- anker mit einer Vielzahl von Dornen ausgestattet, die einem komple- mentären Lochmuster im Balken entspricht. Im Verbundanker sind Ge- windebohrungen eingearbeitet, so daß ein Anschlußteil mittels Schrauben fest verbunden werden kann.

Verbindungssysteme der vorbekannten Art gelangen jedoch gelegentlich an die Grenze, was ihre Montierbarkeit anbelangt. Bei beengten Platz- verhältnissen kann es unter Umständen schwierig sein, den Balkenver- bund herzustellen, da nicht genügend Platz und damit nicht die Zugäng- lichkeit vorhanden ist, um Schrauben von außen an einen mit einem Verbundanker ausgestatteten Träger anzubringen.

Darstellung der Erfindung Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verbundsy- stem der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, daß ein verein- fachtes und damit auch kostengünstiges Anbringen von mit einem Ver- bundanker ausgestatteten Balken an beliebige Anschlußelemente möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekenn- zeichnet, daß das Anschlußteil, insbesondere der Verbundanker, mit ei- ner durchgehenden Ausnehmung, insbesondere mit einer Bohrung, ver- sehen ist und daß sich das Verbindungsmittel durch die Ausnehmung erstreckt, wobei das das Anschlußteil aufnehmende Element als Holz-

bauteil ausgebildet ist. Durch diese Ausgestaltung ergeben sich neuartige und vorteilhafte Möglichkeiten für Verbindungssysteme, wie nachfolgend ausgeführt wird.

Das Anschlußteil in Form des als solchen vorbekannten Verbundankers weist zur integralen Verankerung in einem der Elemente eine Anzahl Vor- sprünge, d. h. namentlich Dorne, auf. Häufig ist das das Anschlußteil aufnehmende Element als Balken ausgebildet. Wie als solches bereits vorbekannt, kann das den Verbundanker aufnehmende Element zur Ein- bringung des Ankers, bevorzugt in seiner Mittenebene, teilbar ausgebil- det sein. Es kommt aber auch insbesondere die Teilung in einer Ebene in Frage, in der die Zug-oder Druckzone des Balkens liegt ; auf diese Art und Weise wird die Balkenkraft bestmöglich in den Verbundanker einge- leitet und von diesem übertragen.

Gemäß einer Fortbildung ist vorgesehen, daß das Verbindungsmittel zur Befestigung an dem anderen Element mit einem Endabschnitt ausge- stattet ist, das mit einem Gegenabschnitt am oder im anderen Element formschlüssig zusammenwirkt. Hier ist beispielsweise an einen kugel- oder hakenförmigen Endabschnitt des Verbindungsmittels gedacht, das mit einer Einhängverbindung oder Klickverbindung im anderen Element zusammenwirkt.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß das Verbindungsmittel zur Befestigung an dem anderen Element mit einem Gewindeabschnitt ausgestattet ist, das mit einer Gewindebohrung am oder im anderen Element zusammen- wirkt.

Als Verbindungsmittel kommt bevorzugt eine Schraube zum Einsatz, ins- besondere eine Zylinderschraube mit Innensechskant (Imbusschraube).

Dabei weist der Kopf der Schraube mit Vorteil einen Durchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser der in den Verbundanker einge- brachten Bohrung. Weiter kann der Kopf der Schraube an der dem an- deren Element abgewandten Seite des Verbundankers angeordnet sein.

Zur Aufnahme des Verbundankers in den Balken ist weiterbildungsgemäß eine entlang der Längsachse des Balkens verlaufende Ausnehmung, vor- zugsweise mit einem Querschnitt in Form einer Raute oder eines Qua- drats, eingearbeitet, die sich über die Länge des Verbundankers zumin- dest geringfügig hinaus erstreckt. Meist wird sich jedoch die entlang der Längsachse des Balkens verlaufende Ausnehmung über die gesamte Länge des Balkens erstrecken, was fertigungstechnisch einfacher sein kann.

Zur Montage des Elements, vorzugsweise eines Balkens, an dem ande- ren Element ist vorgesehen, daß dieses an der von dem anderen Element abgewandten Seite des Verbundankers eine Ausnehmung aufweist, de- ren Längsachse mit derjenigen des Elements, vorzugsweise des Balkens, einen Winkel einschließt, wobei sich beide Ausnehmungen schneiden.

Hierbei ist mit Vorteil vorgesehen, daß der Winkel zwischen 20° und 60° beträgt, vorzugsweise zwischen 30° und 50°.

Wenngleich bevorzugt als erstes Element ein Balken vorgesehen ist, läßt sich die Erfindung genauso auf beliebige andere zu verbindende Ele- mente anwenden, insbesondere auf flachen-oder stabförmige Bauteile, wie beispielsweise Platten.

Nach der Montage kann die Öffnung, die die winklig angeordnete Aus- nehmung an der Oberfläche des Balkens bildet, mit einem Verschluß, insbesondere mit einem Stopfen, versehen werden.

Eine weitere Vereinfachung des Montagevorgangs ergibt sich, wenn im Balken von der Kontaktfläche aus gesehen hinter der Schraube ein Si- cherungselement angeordnet ist, das eine Verschiebung der Schraube relativ zum Anschlußteil verhindert ; das Sicherungselement ist dabei be- vorzugt ein Stift. Dieser ist vorteilhafterweise in einem Abstand vom Ende der Schraube im montierten Zustand von 5 bis 200 mm, vorzugs- weise von 75 bis 125 mm, angeordnet.

Die zu verbindenden Elemente, insbesondere die Balken, können aus Holz, aus Metall, insbesondere aus Stahl, oder aus Stahlbeton bestehen.

Genauso kann eine Verbindung zu bzw. zwischen Mauerwerken oder Mauerwerksteilen hergestellt werden. Weiterhin kann eines oder auch beide der zu verbindenden Elemente aus Kunststoff bestehen. D. h. das vorgeschlagene Verbindungssystem eignet sich für die verschiedensten Einsätze, besonders vorteilhaft bei Holz-Kreuzbalken in einem Holztrag- werk.

Die besonders vorteilhaften Verwendungen des Verbindungssystem sind im Holzbau und dort in Tragwerken oder Fachwerken, aber auch im Mö- belbau, insbesondere im Massivholzmöbelbau. Vorteilhaft wird es auch beim Verbau von Plattenwerkstoffen verwendet, vorzugsweise bei sol- chen Platten, die aus mehreren Holzschichten zusammengesetzt sind.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Durch das vorgeschlagene Verbindungssystem werden sehr einfache und preiswerte Verbindungen möglich, die sich beispielsweise auf Holz-Holz, Holz-Stahl, Holz-Stahlbeton und Holz-Mauerwerk anwenden lassen. Sie ermöglichen es, dichte Packungen bzw. Anordnungen aus mehreren Bal- kenelementen zu realisieren.

Sehr vorteilhaft ist es, daß bei beliebigen Verbindungen keine sichtbaren Anschlüsse verbleiben. Durch den Abschluß ergibt sich vorteilhafterweise auch ein verbesserter Brandschutz.

Mit dem erfindungsgemäßen Verbindungssystem können mehrgeschos- sige, insbesondere zwei-bis dreigeschossige Holzstützen realisiert und verbaut werden. Dies führt zu neuen Möglichkeiten im Holzbau.

Mit dem erfindungsgemäßen Verbindungssystem können nicht nur zwei, sondern auch mehrere kombinierte Anschlüsse hergestellt werden. Hier- bei können symmetrische oder unsymmetrische Ausgestaltungen, insbe- sondere mit beliebigen Balkenquerschnitten, erzeugt werden. Namentlich sind auf besonders einfache Weise knotenpunktartige Anschlüsse her- stellbar, bei denen symmetrische oder außermittig positionierte Elemente zusammentreffen.

Kurze Beschreibuna der Zeichnungen In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Es zeigen :

Fia. 1 schematisch den Schnitt durch ein Verbindungssystem, be- stehend aus zwei Balken, die an einem Hauptträger befe- stigt sind ; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Anschiußteils und des Ver- bindungsmittels vor der Montage ; <BR> <BR> Fig. 3 Anschlußteil und Verbindungsmittel in zusammengeführtem Zustand ; Fia. 4 eine Ansicht des in den Balken eingelegten Anschlußteils samt Verbindungsmittel ; Fia. 5 den Montagevorgang des Balkens an ein zweites Element ; und Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Balkens im montierfähigen Zustand.

Wege zur Ausführung der Erfindung Fig. 1 zeigt schematisch den Schnitt durch ein Verbindungssystems 1.

Zwei Balken 2-als Nebentrager eines Holztragwerks ausgebildet-sind an einem Hauptträger 3 befestigt. Zwecks Herstellung einer stabilen Verbindung zwischen den Elementen 2 und 3 sind die Balken 2 in der Ebene 4 der größten Druck-bzw. Zugspannung geteilt ausgeführt. Beid- seits der Teilungsebene 4 sind in die Balken 2 entlang der Längsachse 5 des Balkens verlaufende Ausnehmungen 6 eingearbeitet, die im Quer- schnitt die Form einer Raute aufweisen.

Die Ausnehmungen 6 sind der Grundform des Verbundankers 7 ange- paßt, der mit Dornen 8 versehen ist, um im Balken 2 festen Halt zu fin- den. Details zu dieser Ausführung finden sich in der DE 197 01 458 Cl.

Der Verbundanker 7 ist mit einer durchgehenden Bohrung 9 versehen.

Durch diese Bohrung 9 kann das Verbindungsmittel 11 in Form einer Im- busschraube hindurchgeführt werden. Der Durchmesser der Bohrung 9 im Verbundanker 7 ist dabei geringer als der Durchmesser des Schrau- benkopfes 12. Damit kann der Verbundanker 7-und dadurch auch der Balken 2-durch Anziehen der Schraube 11 fest mit dem Hauptträger 3 verbunden werden, in den eine Gewindehülse 13 fest eingebracht ist. Der Kopf 12 der Imbusschraube 11 ist also an der von der Kontaktfläche 14 zwischen Balken 2 und Hauptträger 3 entfernten Seite des Verbund- ankers 7 angeordnet.

Zur Montage des Balkens 2 an den Hauptträger 3 wird wie folgt vorge- gangen : Hinter dem Verbundanker 7-von der Kontaktfläche 14 aus gesehen- befindet sich neben der längsverlaufenden Ausnehmung 6 im Balken 2 eine weitere Ausnehmung 15. Deren Achse 16 ist unter einem Winkel zur Längsachse 5 des Balkens 2 angeordnet. Beide Ausnehmungen-die längsverlaufende 6 im Balken und die hierzu im Winkel verlaufende 15- schneiden sich, so daß sich von außen her ein Zugang zur Ausnehmung 6 ergibt. Der Winkel, unter dem die Ausnehmung 15 zur Längsachse 5 verläuft, bewegt sich bevorzugt zwischen 30° und 50°.

Zwecks Anschrauben des Balkens wird ein geeignetes Werkzeug (z. B. ein Gelenkschlüssel mit Kardanwelienantrieb 17 oder eine biegsame Welle) in die Ausnehmung 15 und weiter in die Ausnehmung 6 eingeführt und der Kopf 12 der Imbusschraube 11 erfaßt und gedreht. Die Schraube kann mit dem gewünschten Drehmoment angezogen werden. Nach dem Festziehen der Schraube 11 kann die Öffnung 18, die die Ausnehmung 15 auf der Balkenaußenseite schafft, mittels eines nicht dargestellten Stopfens verschlossen werden ; beispielsweise kann ein paßgenaue Holzstopfen eingeleimt werden.

Damit die Schraube 11 vor der Montage nicht aus dem Verbundanker 7 herausrutschen kann, ist ein Sicherungsstift 19 in geringem Abstand hinter dem Verbundanker 7 angeordnet.

In Fig. 2 ist in perspektivischer Ansicht der Verbundanker 7 mit seinen Dornen 8 zu erkennen. Der Verbundanker 7 ist als längliches Teil ausge- bildet, das von der Bohrung 9 durchsetzt wird. Die Imbusschraube 11 ist vor dem Einschieben in den Verbundanker 7 dargestellt.

Fig. 3 zeigt dem gegenüber die seitliche Ansicht des Verbundankers 7 mit eingesetzter Schraube 11.

Fig. 4 zeigt die untere Hälfte 21 des an der Teilungsebene 4 geteilten Balkens 2. In die längsverlaufende Ausnehmung 6 im Balken 2 ist der Verbundanker 7 mit hindurchtretender Schraube 11 eingesetzt worden.

Weiterhin ist die winklig angeordnete Ausnehmung 15 zu erkennen, die die Ausnehmung 6 schneidet.

Ein ähnlicher Aufbau ist in Fig. 5 dargestellt. Dort ist weiterhin zu erken- nen, wie der Balken 2 über den Verbundanker 7 und die Schraube 11 mit einem-hier kugelförmigen-zweiten Element verbunden wird. An das kugelförmige Element können weitere Balken 2 angeschraubt werden, um den Knotenpunkt eines Fachwerks zu erzeugen.

Mittels des Werkzeugs 17 wird die Schraube 11 festgezogen. Das Werk- zeug 17 erstreckt sich dabei von der Ausnehmung 15 bis in die Ausneh- mung 6, in der der Verbundanker 7 angeordnet ist.

Eine perspektivische Darstellung des Balkens 2 im montierfertigen Zu- stand ist in Fig. 6 zu sehen. Der Balken 2 ist aus seinen beiden Hälften zusammengesetzt, die an der Teilungsebene 4 zusammenliegen. Das Werkzeug 17 ist in die Öffnung 18 eingesetzt, um die Schraube 11 anzie- hen zu können.




 
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