Bei bekannten faserverstärkten Schichtkörpern werden übereinander angeordnete Holzteile als Platten oder dergleichen miteinander verleimt und dazwischen Faserschichten oder Stäbe eingesetzt, welche in ver- schiedenen Ausführungen hergestellt sein können. Die Ho ! zschichten werden zusammen mit dieser Faserschicht üblicherweise mittels han- delsüblicher Holzleime oder Kleber verleimt. Hieraus bilden diese ver- stärkten Holzschichten aufgrund ihrer an sich ausgesprochen anisotro- pen Eigenschaften eine gewisse dauerhafte Homogenität. Diese Schichtkörper weisen jedoch keine hochwertigen Festigkeiten bzw. Stei- figkeiten auf.

Der vorliegenden Erfindung wurde demgegenüber die. Aufgabe zugrun- degelegt, ein Herstellungsverfahren eines faserverstärkten Schichtkör- pers insbesondere aus Holz zu schaffen, bei welchem eine verbesserte Festigkeit bzw. Steifigkeit des Schichtkörpers erzielt wird, ohne dass hierbei ein erheblicher Mehraufwand in dessen Herstellung entstehen würde.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass mindestens eine Faserschicht, welche auf den Holzteil oder zwischen die Holzschichten gelegt wird, in wenigstens einer Richtung ihrer Ausdehnungsebene mit einer definierten Zugkraft gespannt wird und in diesem gespannten Zu- stand mit dem einen Holzteil verbunden wird oder den Holzschichten verbunden werden, so dass diese Faserschicht dauerhaft im gespannten Zustand verbleibt.

Mit diesem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren kann in einfacher Weise eine erhöhte Festigkeit bzw. Steifigkeit eines mit diesem Verfah- ren hergestellten Holz-Schichtkörpers dauerhaft erreicht werden. Dieses Verfahren kann ohne besonders aufwendige Vorkehrungen in bestehen- de Herstellungsanlagen von geschichteten Holzteilen integriert werden. Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie weitere Vorteile derselben sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt : Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines im Querschnitt veran- schaulichten erfindungsgemässen Schichtkörpers, Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines anderen im Querschnitt veranschaulichten erfindungsgemässen Schichtkörpers, Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines im Querschnitt veran- schaulichten, mit mehreren Holzschichten zusammengesetzten Schichtkörpers, Fig. 4 eine weitere Ausführungsvariante eines Schichtkörpers in per- spektivischer Darstellung, Fig. 5 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemässen Verfah- rens zur Herstellung eines Schichtkörpers vor dem Verbinden, Fig. 6 eine schematische Ansicht einer Variante zur Herstellung ei- nes Schichtkörpers vor dem Verbinden sowie Fig. 7 eine schematische Ansicht einer Variante zur Herstellung ei- nes Schichtkörpers vor dem Verbinden, Fig. 8 einen teilweisen Längsschnitt des Schichtkörpers nach Fig. 7, Fig. 9 bis Fig. 11 je eine weitere Variante mit stirnseitigen Ansichten.

Fig. 1 zeigt einen Schichtkörper 10, der aus zwei Holzschichten 12,14 und dazwischenliegend einer Faserschicht 15 und einem Verbindungs- mittel 16 zusammengesetzt ist. Die beiden Holzschichten 12,14 sind vorliegend aus zwei Holzplatten gebildet, die jeweils aus einem beliebi- gen Holzmaterial bestehen und einstückig, aus Sperrholz, aus Press- span, aus Holzfasern und/oder anderen Materialien zusammengesetzt sein können. Für diese beiden Holzplatten sind ferner je nach Ge- brauchszweck das gleiche, aber auch unterschiedliche Materialien ver- wendbar. Bei dem faserverstärkten Schichtkörper 10 wird erfindungsgemäss die Faserschicht 15, welche zwischen die Holzschichten 12,14 gelegt wird, in wenigstens einer Richtung ihrer Ausdehnungsebene mit einer defi- nierten Zugkraft gespannt. In diesem gespannten Zustand dieser Faser- schicht 15 werden die beiden Holzschichten 12,14 anschliessend durch das dazwischen befindliche Verbindungsmittel 16 miteinander verbun- den, so dass diese Faserschicht 15 dauerhaft gespannt bleibt.

Die teilweise dargestellten Holzplatten 12,14, von denen dessen obere zur unteren geschnittenen Stirnftäche zum besseren Verständnis zurück- versetzt gezeigt ist, sind täng ! ich ausgebildet. Zwischen diesen ist die gewebeartige Faserschicht 15 mit in Längs- und Querrichtung verlaufen- den Fasern 15', 15"ersichtlich, von denen diejenigen in Längs- und/oder diejenigen in Querrichtung der Holzplatten gespannt werden, wobei die Verspannrichtung in der von den gegenseitigen Berührungsflächen 14' der Holzplatten gebildeten Ausdehnungsebene verläuft. Diese Faser- schicht 15 deckt mit Vorteil die gesamte Berührungsfläche 14' der Holz- platte ab, so dass eine maximale Übertragungsfläche resultiert. Im Prin- zip könnten diese Faserschichten auch streifenförmig oder als einzelne Fasern oder Garne gebildet sein.

Die auf die Faserschicht 15 zu erzeugende Spannkraft hängt von den jeweiligen Abmessungen und den gewünschten Festigkeiten des Schichtkörpers 10 ab. So könnte zum Beispiel bei einem solchen mit ei- nem Faser-Durchmesser von 1. 4 mm und einer Bandbreite von 120 mm eine Spannkraft von 10 - 40 kN (Zugfestigkeit von max. 2'800 N/mm2) in Längsrichtung auf die Fasern 15'erzeugt werden. Die Spannkräfte be- wegen sich in der Regel im Bereich von grösser 0 bis 80% der Rissfe- stigkeit der Fasern. Vorzugsweise wird die gespannte Faserschicht 15 von den Holzschich- ten eingeklemmt und letztere nachfolgend durch das ebenfalls zwischen diesen befindliche Verbindungsmittel aneinander befestigt. Bei dem Ver- bindungsmittel wird vorzugsweise ein an sich handelsüblicher Leim oder Kleber eingesetzt, welcher beispielsweise auf die Innenseite der einen oder beider Holzschichten 12,14 aufgebracht wird. Alternativ dazu kann jedoch auch die von einer Rolle abgewickelte Faserschicht 15 mit dem Leim gleichmässig benetzt und zwischen die zueinander beabstandeten Holzschichten geführt werden.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemässe Ausführungsvariante eines Schicht- körpers 20, bei dem im Unterschied zu demjenigen nach Fig. 1 die beiden Holzschichten 22,24 zwar mit identischen Breiten- und Längenabmes- sungen, aber mit unterschiedlichen Dicken versehen sind. Je nach Wahl des Dickenverhältnisses zwischen den beiden Holzschichten 22,24 kann die effektive Spannung der Faserschicht 15 im belasteten Zustand des Schichtkörpers 20, bspw. in dessen gebogenem Zustand, entsprechend angepasst werden.

Fig. 3 zeigt einen Schichtkörper 30, welcher funf gleichdicke Holz- schichten 32,33, 34,36, 37 aufweist, zwischen denen jeweils eine Fa- serschicht 15 mit einer definierten Spannung in ihrer Ausdehnungsebene in Längs- und/oder in Querrichtung zugeordnet ist. Die Holzschichten können entweder eine um die andere oder allesamt gleichzeitig mitein- ander verbunden werden. Mit dieser mehrschichtigen Ausbildung des Schichtkörpers 30 wird dessen Zugfestigkeit und Steifigkeit gegenüber demjenigen nach Fig.1 nochmals erhöht. Fig. 4 zeigt eine weitere Variante eines Schichtkörpers 40, welcher aus einer U-förmigen Holzschicht 44 und drei Holzplatten 42 besteht, welche in dem von ersterer gebildeten Längsnut 46 eingebettet sind. Zwischen diesen Holzschichten 42,44 sind wiederum nicht näher gezeigte Faser- schichten 45 in gespanntem Zustand vorgesehen, welche durch den ausgehärteten Leim dauerhaft gespannt bleiben.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Fertigungseinrichtung für die Herstellung eines Schichtkörpers bspw. eines solchen nach Fig. 1. Die auf einer Rolle 51 aufgewickelte Faserschicht 15 wird vorerst annä- hernd über die Länge der Holzschichten 12,14 abgerollt und endseitig von Klemmbacken 52,53 gehalten. Die erforderliche Spannkraft kann entweder durch Verschiebung dieser Backen 52,53 oder durch entspre- chendes Drehen der Rolle 51 erzeugt werden, wobei mit Vorteil bei der Rolle das Drehmoment und somit die Spannkraft gemessen wird. Her- nach werden die Holzschichten 12,14 in Pfeilrichtung gegen die band- förmige Faserschicht gepresst, wobei auf die untere Holzplatte 14 das als Leim vorgesehene Verbindungsmittel 16 aufgebracht ist. Die Ver- spannkraft auf die Faserschicht wird vorteilhaft bis nach dem Aushärten des Leimes betassen. ! m Prinzip könnte diese Verspannung durch die Backen und die Rolle nach dem Aneinanderdrücken der Platten getost werden, wenn die Platten so stark aneinander gepresst würden, dass die Verspannung in der Faserschicht verbleibt. Nach dem Aushärten des Leimes kann die Faserschicht 15 seitlich bündig zu den Holzplatten ab- geschnitten werden. Die spezifische Auswahl der Materialien der Holz- schichten kann als weiterer Vorteil der Erfindung beliebig getroffen wer- den, denn die Erhöhung der Steifigkeit wird mit jedem Material erreicht.

Fig. 6 verdeutlicht eine weitere Verspannungsvariante der Faserschicht 15 zwischen zwei Holzschichten 62,64. Die Faserschicht 15 wird hierbei seitlich von Klemmbacken 61,63 gehalten, ohne dass sie gespannt wür- de. Durch die wellenförmige Ausbildung der in Berührung gelangenden Flächen 62', 64' der Holzschichten wird die seitlich festgeklemmte Fa- serschicht 15 beim Zusammenpressen dieser Holzplatten gestreckt und entsprechend mit einer definierten Kraft gespannt. Die Holzschichten könnten statt wellenförmig auch in anderer Weise profiliert sein, wie zum Beispiel zahn-, trapez- oder andersförmig.

Fig. 7 verdeutlicht eine weitere Verspannungsvariante, bei welcher die Faserschicht 15 durch eine Schlaufe 15"'um einen Kernbalken 65 ge- führt ist, der an den entsprechenden Flächen mit Deckschichten 66 ver- bunden wird. Die Faserschicht 15 wird hierbei an. den Enden von Klemmbacken 62,63 bzw. einer Rolle 61 gehalten, ohne dass sie ge- spannt werden. Dieser Kernbalken 65 wird in Pfeilrichtung verschoben und spannt die Faserschicht 15 durch das stirnseitig an ihm angebrachte halbrunde Führungselement 69 auf beiden Seiten. Die beiden äussern Deckschichten 66 werden mit der vorgespannten Faserschicht 15 und dem Kernbalken 65 verleimt.

Gemäss Fig. 8 hat der so entstandene vorgespannte faserverstärkte Bal- ken 65 symmetrische Eigenschaften bezüglich seiner Mittelachse 65'.

Fig. 9 bis Fig. 11 zeigen drei weitere erfindungsgemässe Varianten von zusammengefügten Holzschichten, wobei die zwischen diesen Holz- schichten gelegten und vorgespannten Faserschichten 75 im Querschnitt gesehen nicht über den gesamten, sondern nur im äusseren Bereich der sich berührenden Flächen der Holzschichten angeordnet sind. Einzig bei der Ausführung nach Fig. 11, bei der sechs lamellenförmige Holzschich- ten 96 übereinander liegen, erstrecken sich die Faserschichten 95 bei den beiden äussersten Schicht-Paaren über den gesamten Fugenbe- reich, währenddessen die inneren Fugen nur aussen mit je einer strei- fenförmigen Faserschicht 75 armiert sind. Diese Aufteilung kann insbe- sondere bei einer säulenartigen Verwendung eines solchen Schichtkör- pers zwecks Homogenisierung der Festigkeiten bzw. Belastbarkeiten auf diese Säule von Vorteil sein.

Selbstverständlich könnten diese Faserschichten 75 an beliebiger Stelle dieser Fugen mit frei wählbaren Abmessungen und Vorspannungen aus- geführt sein. Die einzelnen Faserschichten für einen Schichtkörper könnten auch mit unterschiedlichen Vorspannungen versehen sein. Die Holzschichten sind vorzugsweise über die gesamten Berührungsflächen verleimt, sie könnten aber auch nur bei den Faserschichten mit Leim oder dergleichen verbunden sein.

Fig. 9 zeigt vier aneinandergefügte Lamellenteile 76 mit beidseitig im äu- sseren Bereich der Berührungsflächen 77 angeordneten Faserschichten 75, welche sich mit Vorteil über die gesamte Länge der Lamellenteile 76 erstrecken.

Bei Fig. 10 ist ein Balken aus vier Holzteilen 85 zusammengesetzt, durch die eine kreuzweise Anordnung der Berührungsftächen entsteht. Wie- derum sind die Faserschichten 75 nur in den Aussenbereichen vorgese- hen.

Im Prinzip könnte die Vorspannung der Faserschicht auch dadurch er- reicht werden, indem sie an eine Holzschicht fixiert und letztere nachfol- gend gebogen wird, so dass die Faserschicht dadurch gespannt wird, dass das gebogene Holz beim Verleimen in die gerade Ausgangslage gepresst wird.

Die Faserschicht kann nebst der oben ausführlich erläuterten mechani- schen Verspannung im Prinzip auch durch thermische und/oder chemi- sche Vorspannung gestreckt. werden. So könnte zum Beispiel aufge- wärmter Leim eine Wärmedehnung auf die Fasern bewirken, welche durch das Zusammenpressen der Holzschichten dann beim Abkühlen gespannt würden. Zur Verwendung eines kostengünstigen Faserbandes kann bspw. der unter Zug stehende Kettenfaden hochfest, indessen der lediglich als Stabilisator dienende Schussfaden aus einem kostengünsti- gen Material hergestellt sein. Als Faserschicht kann je nach Bedarf ein Garn, Zwirn, Netz, Band oder dergleichen verwendet werden.

Die Erfindung ist mit den oben erläuterten Ausführungsbeispielen aus- reichend dargetan. Die Holzschichten können selbstverständlich als Bal- ken, als Tischlerplatten, als stab- oder kreuzverleimte Hölzer, als Press- span- oder ähnlichen geformt sein. Dies trifft auch dann zu, wenn im Rahmen der Erfindung nur ein Holzteil und ein darauf in verspanntem Zustand befestigte Faserschicht verwendet wird.