Balken aus Holz

Die Erfindung betrifft einen Balken aus Holz (Holzträger) . Balken aus Holz sind in verschiedenen Ausführungsformen be- kannt, wobei Holzbalken, die als Doppel- oder Dreifachbalken ausgebildet sind, bekannt sind. Bekannt sind auch Holzbalken, die aus mehreren Einzelbalken (mehr als zwei Einzelbalken) zusammengesetzt sind.

Auch Schraubverbindungen sind an sich holztypisch und werden für unterschiedliche Zwecke eingesetzt. Häufig werden Teile von Holzbalken mit Hilfe von Gewindeschrauben (Schraubbolzen mit Mutter) miteinander verbunden.

Für das Verbinden von Holzteilen und zum Befestigen von Teilen an Holz sind auch selbstbohrende Schrauben bekannt, die aber nur für kleinere Durchmesser verwendet werden können, da die bei selbstbohrenden Schrauben auftretende Verdrängung von Holz keine größeren Dimensionen erlaubt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen einfach herzustellenden und stabilen sowie tragfesten Holzbalken zur Verfügung zu stellen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einem Holzbalken, der die Merkmale von Anspruch 1 aufweist.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Holzbalkens sind Gegenstand der Unteransprüche. Mit der Erfindung wird ein Holzbalken (z.B. Holz-Koppelbalken) zur Verfügung gestellt, der sowohl für normales als auch schweres Kantholz geeignet ist.

Von Vorteil ist es bei der Erfindung, dass in einer bevorzugten Ausführungsform die die Holzteile des Balkens miteinander verbindenden Schrauben in vorgebohrte Löcher gesetzt werden.

Bevorzugt werden im Rahmen der Erfindung Schrauben aus Metall (Stahl) verwendet, die durchgehend mit einem für Holz bestimmten Gewinde versehen sind. Im Rahmen der Erfindung sind auch Schrauben aus Metall mit Holzgewinde in Betracht gezogen, die den Balken vollständig durchgreifen und auf deren dem Kopf der Schraube gegenüberliegenden Ende eine Mutter (mit Innengewinde entsprechend dem Holzgewinde der Schraube) aufgeschraubt ist. Zwischen dem Kopf der Schraube und/oder der Mutter und dem Balken können Beilagescheiben angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die den Balken bil-

denden Holzteile (Kanthölzer) versetzt gestoßen, so dass man Holzbalken praktisch endlos herstellen und dann nach Bedarf ablängen kann. Dies schließt nicht aus, dass Holzbalken in der jeweils gewünschten Länge hergestellt werden, so dass von Vornherein die zutreffende Länge vorliegt und ein Ablängen nicht erforderlich ist. Das Bohrbild, also die Zahl, Dichte und Anordnung der Löcher, in welche die die Holzteile miteinander verbindenden Holzschrauben gesetzt werden, kann der zu erwartenden Belastung und/oder dem verwendeten Holz sowie den Stärken der Holzbalken angepasst gewählt werden.

Die Verwendung von Holzschrauben mit durchgehendem, starkem Holzgewinde ergibt nicht nur eine sichere Verbindung, sondern bewirkt auch, dass das Entstehen von Rissen im Holz vermieden wird. Bei dem erfindungsgemäßen Balken treten anstatt großer Risse allenfalls feine Haarrisse auf, die kein Nachteil sind, und bezüglich des ständigen Schwellens und Austrocknens von Holz entsprechend der Temperatur und der Feuchtigkeit der Luft unbedenklich sind. Diese Haarrisse bleiben auch ohne Auswirkungen auf die Stabilität und Stärke der erfindungsgemäßen Holzbalken. Durch das Bohr- bild hat man es in der Hand, die (feinen) Risse im Holz gezielt herbeizuführen, so dass nachteilige "große" Risse vermieden sind.

Die Abmessungen (Länge und Stärke) der zum Verbinden der Holzteile verwendeten Schrauben ergibt sich auf Grund der notwendigen und verfügbaren Holzstärke, wobei die Durchmesser der verwendeten Schrauben bevorzugt an das Bohrbild (Anordnung der Löcher, in welche die Schrauben gesetzt werden) angepasst und entsprechend den statischen Erfordernissen gewählt werden.

Das Vorbohren der Hölzer, um die Löcher für die Schrauben zu erzeugen, kann manuell mit üblichen (Hand-) Bohrmaschinen erfolgen, es sind aber auch halb- oder vollautomatische Vorrichtungen denkbar, beispielsweise Vorrichtungen, welche auf Anschlag arbeiten oder computergesteuerte, im Durchlauf arbeitende Anlagen. Die Ausrichtung der Schrauben und der Bohrlöcher für diese ist für gewöhnlich senkrecht zur Längserstreckung des Balkens. Insbesondere im Bereich der Enden des Balkens, wo dieser dann über Beschläge mit weiteren Bauteilen (Steher von Hallen) und/oder Balken (z. B. Firstbereich) verbunden wird, können auch zur Längserstreckung des Balkens schräge, z.B. um 45 ^° geneigte, Bohrlöcher und demgemäß schräg ausgerichtete Schrauben vorgesehen sein. Es versteht sich, dass die nach dem Bohrbild vorgesehenen

Bohrlöcher einen kleineren Durchmesser haben als das Holzgewinde der Schrauben, wobei der Durchmesserunterschied auf die Art des Holzes abgestimmt ist.

Die Erfindung ergibt in ihren Ausführungsformen wenigstens den einen der nachstehend genannten Vorteile:

einfache und sichere Verbindung der Teile der Holzbalken miteinander

- keine Schraubennachstellung erforderlich im Gegensatz zu Du- belbalken mit Schrauben ohne Holzgewinde keine Empfindlichkeit der Balken bezüglich Schwankungen der Holzfeuchte und der Alterung von Holz

- geringer Kapitalaufwand zur Herstellung der verschraubten Holzbalken, insbesondere Holzkoppelbalken (Holzkoppelpfetten) - geringer Aufwand mit geringen Kosten universelle Verwendbarkeit beispielsweise für Balkenträger, Holzböden, Holzdecken, insbesondere aber für Holzkonstruktionen, letztere auch mit großen Spannweiten bei Satteldach, Pultdach, Flachdach, usw. - geeignet für örtlich ungebundene Anwendung geeignet in Kombination mit Stahllaschen, Stahlstützen, Betonstützen sowie für besondere Verbindungen geeignet für vierkantige und mehrkantige, insbesondere achtkantige Holzquerschnittsformen, dadurch hohe Wirtschaftlich- keit geeignet für gerade Hölzer ebenso wie für konisch besäumte Hölzer (zweiseitig oder vierseitig besäumte Hölzer) geeignet in Kombination mit geraden und konischen Hölzer geeignet für alle Konstruktionen mit der Ausbildung von Be- schlagen, Streben, Knotenaussteifungen, insbesondere bei Rahmenecken.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen.

Es zeigt: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Holzbalken bestehend aus zwei Holzteilen, Fig. 2 einen Balken mit Holzteilen, die versetzt gestoßen sind, Fig. 3 einen dreilagigen Balken, Fig. 4 einen dreilagigen Balken mit in drei Lagen versetzt zueinander gestoßenen Holzteilen, Fig. 5 eine Stirnansicht eines zweilagigen Balkens mit

Vierkantholz, Fig. 6 in Stirnansicht einen zweilagigen Balken mit Achtkantholz, Fig. 7 einen dreilagigen Balken mit Vierkantholz, Fig. 8 einen dreilagigen Balken mit Achtkantholz, Fig. 9 einen Balken aus zwei konisch zulaufenden Holzteilen, Fig. 10 eine andere Ausfüh- rungsform eines Balkens aus konisch zulaufenden Holzteilen, Fig. 11 einen dreilagigen Balken aus konisch zulaufenden Holzteilen und dazwischen angeordneten Holzteilen mit konstanter Stärke, Fig. 12 eine andere Ausführungsform eines dreilagigen Holzbalkens, Fig. 13 ein erster Bohrbild Fig. 14 ein zweites Bohrbild Fig. 15 ein drittes Bohrbild und Fig. 16 Balken ähnlich Fig. 3 in Seitenansicht und in einem Gewölberahmen eingebaut .

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Balken 1, der aus zwei Holzteilen 3, 5 besteht, sind die Holzteile 3, 5 miteinander durch Holzschrauben 7 verbunden, die alle von einer Seite her in den Holzbalken 1 eingreifen und den einen Holzteil 3 durchgreifen und in den anderen Holzteil 5 eingreifen.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines Holzbalkens 1 aus zwei Lagen, wobei die Holzteile 3, 5 der beiden Lagen so angeordnet sind, dass die Stoßstellen 9 zwischen benachbarten Stücken 11 der Holztei- Ie 3, 5 der Lagen versetzt zueinander angeordnet sind (versetzt gestoßen) . Auch hier sind die Holzteile 3, 5 des Balkens 1 mit Schrauben 7 miteinander verbunden.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform eines dreilagigen Holzbalkens 1, wobei die beiden äußeren Holzteile 3, 5 länger ausgebildet sind und der mittlere Holzteil 13 durch kürzere Holzstücke 11 gebildet ist. In Fig. 3 ist gezeigt, dass die Holzschrauben 7, welche die Holzteile 3, 5, 13 zusammenhalten, auch von einander gegenüberliegenden Seiten her in den Holzbalken 1 eingedreht sein können. Auch bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 können die Schrauben 7 von der einen oder von der anderen oder von beiden Seiten her in den Holzbalken 1 eingesetzt sein.

Fig. 4 zeigt einen Holzbalken 1 mit drei Holzteilen 3, 5, 13, wobei jeder der drei Holzteile 3, 5, 13 durch kürzere Holzstücke 11 gebildet ist und die Stoßstellen 9 in den drei Lagen versetzt zuein- ander angeordnet sind (versetzt gestoßen) . Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist eine Anordnung der Verbindungsschrauben 7 (Holzschrauben) gewählt, bei der die Schrauben 7 von gegenüberliegenden Seiten her in den Holzbalken 1 eingreifen.

Fig. 5 zeigt in Stirnansicht den Holzbalken 1 aus Fig. 1 oder 2, wobei der Holzbalken 1 aus Vierkanthölzern zusammengesetzt ist,

d.h. die Holzteile 3, 5 sind Vierkanthölzer. In Fig. 5 ist auch gezeigt, dass die Schrauben 7 den Balken 1 zur Gänze durchgreifen können und dass die Köpfe 7' der Schraube 7 an der Schmalseitenfläche des Balkens 1 anliegen. Weiters sind auf die aus dem Balken 1 herausstehenden Enden der Schrauben 7 Muttern 7" geschraubt. Die Muttern 7" haben ein Innengewinde, das den (HoIz-) Gewinde der Schraube 7 entspricht.

Fig. 6 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, wobei die Holzteile 3, 5 Achtkanthölzer sind. Sinngemäßes gilt für die Fig. 7 und 8 mit dreilagigen Holzbalken 1.

Die Erfindung ist nicht nur für die Verwendung von Holzteilen 3, 5, 13 bestimmt, die zu dem Holzbalken 1 zusammengesetzt und miteinander mit über ihre Länge gleichbleibender Stärke verbunden sind, sondern auch für konisch besäumte Holzbalken, die den Vorteil haben, dass sie das natürliche Wuchsbild von Holzstämmen besser (wirtschaftlicher) ausnützen.

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, bei der konische Holzteile 3, 5 sich in gleicher Richtung verjüngend zu einem Holzbalken 1 zusammengesetzt sind, wozu die Holzteile 3, 5 durch Schrauben 7 miteinander verbunden sind.

Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wo die Holzteile 3, 5 konische Holzbalken sind, die einander entgegengesetzt, d.h. sich enin entgegengesetzte Richtung verjüngend, angeordnet sind. Auch hier sind die Holzteile 3, 5 durch Schrauben 7, die von gegenüberliegenden Seiten her eingesetzt sind, miteinander zu dem Balken 1 verbunden.

Auch bei Fig. 9 können die Schrauben 7 von gegenüberliegenden Seiten her eingesetzt sein, wobei anzumerken ist, dass auch bei der Ausführungsform von Fig. 10 Schrauben 7 nur von einer Seite her eingedreht sein können.

Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform eines dreilagigen Holzbalkens 1, wobei die beiden äußeren Holzteile 3, 5 durch konische Holzbalken gebildet sind. Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform ähnlich der Fig. 11, wobei jedoch die konischen Holzteile 3, 5 so angeordnet sind, dass sie sich in entgegengesetzte Richtung hin verjüngen.

Bei der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Verbinden der Holzteile 3, 5, 13 zu den Holzbalken 1 der Erfindung Holzschrauben 7 verwendet werden, die über ihre gesamte Länge mit Gewinde versehen

sind. Dabei ist es bevorzugt, dass das Gewinde ein starkes Holzgewinde, d.h. ein Holzgewinde mit relativ hoher Radialabmessung des Gewindesteges ist. Die die Teile 3, 5, 13 der Holzbalken 1 miteinander verbindenden Schrauben 7 (Holzschrauben) bestehen vorzugsweise aus Stahl .

Bevorzugt ist es im Rahmen der Erfindung, wenn die die Holzteile 3, 5, 13 zu dem Holzbalken 1 miteinander verbindenden Schrauben 7 in vorgebohrte Löcher 15 eingedreht werden. Dabei bieten sich verschiedene Bohrbilder an, wofür Beispiele in den Fig. 13 bis 15 gezeigt sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 13 sind die Bohrlöcher 15 jeweils paarweise angeordnet und über die Länge des Balkens 1 gleichmäßig verteilt angeordnet.

Bei der Ausführungsform von Fig. 14 sind zwischen jeweils zwei benachbarten Paaren von Bohrlöchern 15 weitere Bohrlöcher 15 vorgesehen, so dass sich das in Fig. 14 gezeigte Bohrbild ergibt.

Bei dem in Fig. 15 gezeigtem Bohrbild sind alle Bohrlöcher 15 paarweise angeordnet, wobei die Bohrlöcher 15 voneinander abwechselnd einen größeren Abstand und einen kleineren Abstand haben. Jede andere Anordnung und Ausführung der Bohrlöcher 15 (Bohrbild) ist ebenso in Betracht gezogen, beispielsweise können die Bohrlöcher 15 mit unterschiedlichem Abstand voneinander angeordnet sein, um unterschiedlichen Belastungen von Holzträgern gemäß der Erfindung Rechnung zu tragen. Durch die Anordnung der Bohrlöcher in zwei Reihen (Fig. 13) in drei Reihen (Fig. 14) oder in vier Reihen (Fig. 15) wird eine gezielte Bildung von Haarrissen in den Teilen des Balkens 1 erreicht. So ergeben sich bei Fig. 13 zwei Reihen von Haarrissen, Fig. 14 drei Reihen von Haarrissen und bei Fig. 15 vier Reihen von Haarrissen. Das gezielte Herbeiführen von Haarrissen hat den Vorteil, dass größere Risse im Holz zuverlässig vermieden sind.

Wenngleich im Rahmen der Erfindung in der überwiegenden Zahl der Fälle die Bohrlöcher 15 und damit die Schrauben 7 senkrecht zur Längserstreckung des Balkens 1 ausgerichtet sind, ist auch eine Ausführungsform im Rahmen der Erfindung in Betracht gezogen, bei welchen Bohrlöcher 15 und damit Schrauben 7 zur Längserstreckung des Balkens 1 schräg gestellt sind. Bevorzugt ist beispielsweise ein Winkel von 45 ' .

Die Anordnung von zur Längserstreckung des Balkens 1 schräg gestellten Schrauben 7 in ebenfalls schräg ausgerichteten Bohr-

löchern 15 wird insbesondere im Endbereich von Balken 1 angewendet, beispielsweise dort wo Balken 1 mit anderen Bauteilen verbunden werden. Ein Beispiel hiefür zeigt die Fig.16 wo zwei erfindungsgemäße Balken 1 in einem Gewölberahmen 21 verwendet werden. Der Gewölberahmen 21 besitzt neben den beiden Balken 1 zwei Steher 23, wobei solche Kombinationen aus Balken 1 und Stehern 23 (Gewölberahmen 21) in einer der Länge des mit dem Gewölberahmen herzustellenden Bauwerkes entsprechenden Zahl aufgestellt sind. Die Balken 1 sind über Beschläge 25 (Konsolen) mit den Stehern 23 verbunden. Ebenso ist im Firstbereich vorgesehen, dass die dort liegenden Enden der Balken 1 über Beschläge 27 miteinander verbunden sind.

In Fig. 16 ist gezeigt, dass die Schrauben 7 im Bereich der Enden der Balken 1 zu dessen Längserstreckung schräg ausgerichtet sind. Dadurch wird eine verbesserte Knotenausbildung erreicht, so dass auch der Giebel besonders stabil ist. Dabei sind die Schrauben 7 so schräg gestellt, wie dies in Fig. 16 gezeigt ist, d.h. sie sind in der Zugrichtung schräg ausgerichtet.

In Betracht gezogen ist im Rahmen der Erfindung, dass schräg ausgebildete Bohrlöcher 15 mit senkrecht ausgerichteten Bohrlöchern 15 kombiniert sind. Dies kann beispielsweise bei dem Bohrbild der Fig. 14 und 15 der Fall sein, wo die mittlere Reihe von Bohrlöchern 15 (Fig. 14) bzw. Die Bohrlöcher 15 mit geringerem Abstand voneinander (Fig. 15) zur Längserstreckung des Balkens 1 schräg ausgerichtet sind, wogegen die im Bereich der Seitenflächen des Balkens 1 liegenden Bohrlöcher 15 zu diesem bzw. dessen Längserstreckung senkrecht ausgerichtet sind.

Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt beschrieben werden:

Ein Balken 1 aus Holz besteht aus wenigstens zwei Holzteilen 3, 5, 13, wobei die Holzteile 3, 5, 13 miteinander durch mit Holzgewinde versehene Schrauben 7 verbunden sind, die in Bohrlöcher 15 in den Holzteilen 3, 5, 13 eingesetzt sind. Die die Balken 1 bildenden Holzteile 3, 5, 13 sind entweder über die gesamte Länge des Balkens 1 durchgehend oder aus mehreren in Längsrichtung aneinander gefügten Holzstücken 11 gebildet, wobei die Holzteile 3, 5, 13 bildenden Holzstücke 11 mit versetztem Stoß 9 angeordnet sind.