DE3636069A1 - Zusammengesetzter balken - Google Patents
Zusammengesetzter balkenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen zusammengesetzten Balken von poly
gonalem Querschnitt mit äußeren Holzwänden und einem Kern aus
einem Material, welches dem Balken seine mechanische Festigkeit
verleiht.
Aus der DE-OS 30 41 585 sind zusammengesetzte Balken bekannt,
bei denen ein hohles metallisches Profil an seinen Wänden mit
Holzgarnituren verkleidet ist. Dieses Balkensystem gewinnt nur
über das innere Profil seine mechanische Festigkeit; die an
gebauten Holzemente sind vor allem für die gute Industrieform
erforderlich. Überdies verbleiben an den Ecken immer Hohlräume,
welche den Nachteil aufweisen, sich langfristig mit Staub zu
füllen.
Die US-PS 2 50 878 betrifft einen zusammengesetzten Balken mit
einem Holzrahmen aus Spanplatten, welche einen quadratischen
Raum umschließen; dieser ist mit Polyurethanschaum gefüllt,
dessen Aufgabe es ist, die aneinandergrenzenden Platten unter
einander zu verkleben, die Struktur zu versteifen und das Ein
dringen von Feuchtigkeit in den Hohlraum zwischen den Platten zu
verhindern. Derartige Balken haben bestenfalls die mechanische
Festigkeit von massiven Holzbalken gleichen Querschnitts, weisen
jedoch nicht deren ästethische Qualität auf.
Aus der deutschen Patentanmeldung P 29 31 162.4-25 sind eben
falls hohle viereckige Balken bekannt, die durch vier äußere
Metallwände zusammengesetzt sind, deren Inneres anschließend
mit Zement gefüllt wird; an der Innenseite der Wände ange
schweißte Haken erlauben eine gute Verbindung zwischen Zement
und äußeren Wänden. Solche Balken sind mechanisch sehr fest,
weisen jedoch nicht die ästethischen Qualitäten von Holz auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zusammen
gesetzten Balken zu schaffen, dessen Außenteile aus Holz
bestehen, der eine ausgezeichnete Ausstattung aufweist und der
eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit hat.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der zusammengesetzte
Balken mit polygonalem Querschnitt, welcher Außenwände aus Holz
und einen Kern aus einem Material, welches dem Balken seine
mechanische Festigkeit verleiht, aufweist, sich dadurch aus
zeichnet, daß die Wände aus flachen Elementen bestehen, die
untereinander durch verklebte, konische Nut/Feder-Verbindungen
zusammengefügt sind, derart, daß innerhalb der Wände ein
Hohlraum für die Aufnahme des Kerns geschaffen ist.
Gemäß der Erfindung kann der Kern durch ein hohles Metallprofil
gebildet sein, das mit den Wänden durch Klebung verbunden ist;
die solchermaßen steife Verbindung vermeidet jegliche
Deformation der Holzwände infolge Feuchtigkeit, Trockenheit,
Temperaturdifferenzen oder Frost.
Eine andere Ausführungsform für den Kern sieht vor, daß der von
den Wänden eingeschlossene Hohlraum mit Zement ausgegossen wird,
wobei die steife Verbindung zwischen diesem und den Wänden durch
Schrauben gebildet wird, welche teilweise in die Innenseiten der
Wände versenkt sind und welche vorzugsweise regelmäßig und in
nicht allzu großen Abständen untereinander vorgesehen sind, um
die bereits erwähnte Deformation der Wände unter äußeren Ein
flüssen zu verhindern.
Anhand der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der
Erfindung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen zusammengesetzten Balken,
dessen Kern aus Zement besteht;
Fig. 2 einen Querschnitt durch einen zusammengesetzten Balken,
dessen Kern aus einem Metallprofil besteht.
Der in Fig. 1 dargestellte Balken enthält 4 Elemente 1, 2, 3, 4
aus Hartholz, beispielsweise Eiche, deren aneinandergrenzende,
abgeschrägte Seiten mittels verklebten, mit einem Winkel ver
sehenen Federn und Nuten 5 zusammengefügt sind. Vor dem Zusam
menbau dieser 4 Elemente werden diese mit einer Verankerung
versehen, die aus einer Anzahl teilweise im Holz versenkter
Schrauben 8 besteht. Diese Schrauben sind mit relativ geringem
Abstand zueinander angeordnet, beispielsweise mit 5 cm Achs
abstand. Um eine gute Verteilung zu erzielen, können sie
beispielsweise über der ganzen Höhe der Wandelemente 1 bis 4
versetzt sein. Nach dem Verkleben und dem Trocknen der mit den
Schrauben versehenen Wandelemente wird der Zement vergossen;
dieser ist exakt dosiert, um das Minimum an Wasser einzuführen.
Damit das überschüssige Wasser schneller abgeführt werden kann,
wird der Balken während und nach dem Vergießen senkrecht ge
stellt, bis der Zement bindet. Um die Festigkeit des Zementkerns
zu erhöhen, ist es vorteilhaft, wenn vor dem Guß Stahl
armierungen 7 eingebracht werden. Durchgeführte Versuche
zeigten, daß ein solcher Balken sowohl Temperaturdifferenzen
als auch Feuchtigkeitsunterschiede verträgt. Insbesondere die
Wandelemente, die über die Verankerungen mittels der Schrauben 8
starr zusammengehalten werden, können sich absolut nicht wölben.
Ein solcher Balken präsentiert sich sogar besser als ein
massiver Eichenbalken, welcher mit der Zeit immer anreißt.
In der Zeichnung ist ein Balken mit quadratischem Querschnitt
dargestellt; selbstverständlich könnte er auch auch rechteckig
oder von beliebiger polygonaler Form sein. Ebenfalls sind die
Wandelemente einteilig dargestellt; dies schließt jedoch nicht
die Möglichkeit aus, die Wandelemente aus mehreren nebenein
anderangeordneten Teilelementen zu konzipieren, die über ver
klebte Nuten und Federn zusammengefügt sind. Dabei kann diese
Juxtaposition mit Verbindungen parallel zur Balkenachse erfolgen
oder senkrecht dazu im Falle von großen Balkenlängen.
Vor dem Vergießen des Zementes können an einem oder an beiden
Enden des Balkens provisorische Schalungen angebracht werden,
die entweder in der Verlängerung der Wände oder diese über
lappend angeordnet sein können. Damit wird ein Zementsockel
geschaffen, der es beispielsweise erlaubt, den Balken bis zur
Ebene der Holzelemente in den Boden zu versenken oder den Balken
mit dem Stahlbetongerüst eines Gebäudes zu verbinden. Ein
Balkenende kann nach den Vergießen mit einem Holzdeckel
abgedeckt werden, welcher ebenfalls mit Verankerungsschrauben 8
und Feder/Nut-Verbindungen versehen ist, wobei letztere in ent
sprechende Gegenstücke an den Elementen 1 bis 4 eingelassen und
verklebt werden; dadurch wird ein gutes Aussehen des Balkenendes
erzielt.
In der Fig. 2 ist eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform
gezeigt, bei welcher der Balkenkern aus einem hohlen Metall
profil 9 besteht, um den herum die Wandelemente 11, 12, 13 und
14 angeordnet sind. In diesem Fall wird die Verbindung zwischen
dem Balkenkern und den ihn umgebenden Wandelementen durch
gleichzeitige Verklebung der Elemente untereinander und der
einzelnen Elemente mit dem Kern erzielt. Wie oben ausgeführt,
kann der Kern auf einer oder auf beiden Seiten herausragen und
somit durch Verschweißung oder Verschraubung mit andern
Strukturelementen verbunden werden. Überdies können die
einzelnen Wände einteilig sein oder aus mehreren Teilelementen
bestehen, welche wie oben erwähnt nebeneinander angeordnet und
zusammengefügt sind.
Es versteht sich, daß sich die Ausführungsart von den soeben
Beschriebenen unterscheiden kann. Insbesondere kann die Ver
ankerung zwischen den Wänden und dem Zement auf andere Art als
durch Schrauben, nämlich beispielsweise durch Nägel erfolgen.
Jedoch ist zur Erzielung einer sicheren Verankerung die bevor
zugte Lösung jene mittels Schrauben, da diese sich weder aus dem
Holz noch aus dem Zement lösen können. Gute Resultate werden bei
solchen zusammengesetzten Balken erzielt durch Verwendung von
Wandelementen mit 23 mm Wandstärke, von Schrauben 4 × 25, die
beispielsweise 12 mm tief im Holz versenkt sind, versetzt ange
ordnet sind und wie oben erwähnt einen Achsabstand von 50 mm
aufweisen.
In der Ausführung mit Zementkern darf das Gießen des Zementes
frühestens 24 Stunden nach dem Verkleben der Holzelemente er
folgen. Nach dem Guß muß das Ganze an einem insbesondere vor
Frost geschützten, belüfteten Ort während mindestens 10 Tagen
abgestellt werden.
Will man solche zusammengesetzte Balken mit andern Elementen
zusammenfügen, so darf man infolge der Schrauben keine Kerben
tiefer als 12 mm anbringen. Wenn man überdies andere Elemente am
Balken befestigen will, so kann man diese unter Berücksichtigung
ihrer Art und ihres Gewichtes in das blanke Holz schrauben oder
vorgängig ein Loch bis in den Zementkern bohren und darin einen
Kunststoffdübel einsetzen.
Wenn diese zusammengesetzte Balken für Außenanwendung vor
gesehen sind, so müssen sie mit einem Produkt wie "FORLANE"
behandelt werden; hierbei sind drei Grundanstriche und zwei
Schlußanstriche vorzunehmen. Die Witterungsbeständigkeit ist
dann während 10 Jahren garantiert.
Für gewisse Anwendungen, beispielsweise für einen Sturz, müssen
nur zwei Seiten des Kerns belegt sein; zum Gießen des Zementes
müssen die beiden andern Seiten mit einer provisorischen
Schalung versehen sein.
Die Erfindung kann angewendet werden bei Balken jeglicher Art,
bei Zaunpfählen, bei Säulenhallen. Die Balken mit Metallkern
dienen zur Herstellung von Schiebetoren, Dachbindern oder
grundsätzlich von allen Elementen, die kleiner Querschnitte,
jedoch guter mechanischer Festigkeit bedürfen.
Claims (8)
1. Zusammengesetzter Balken von polygonalem Querschnitt mit
äußeren Holzwänden und einem Kern aus einem Material, welches
dem Balken seine mechanische Festigkeit verleiht, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wände aus flachen Elementen (1, 2, 3, 4)
bestehen, die untereinander durch verklebte, konische Nut/Feder-
Verbindungen (5) zusammengefügt sind, derart, daß innerhalb der
Wände ein Hohlraum für die Aufnahme des Kerns (6, 9) geschaffen
ist.
2. Zusammengesetzter Balken nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kern (6, 9) mit jedem der die Holzwände
bildenden Elemente (1, 2, 3, 4) starr verbunden ist.
3. Zusammengesetzter Balken nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kern aus Zement (6) besteht, welcher nach dem
Zusammenbau der Wandelemente (1, 2, 3, 4) vergossen wird und daß
die Verbindung zwischen den Wandelementen und dem Kern durch
regelmäßig verteilte Schrauben (8) erfolgt, die teilweise im
Holz der Wandelemente versenkt sind.
4. Zusammengesetzter Balken nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß vor dem Vergießen des Zementes längsgerichtete
Armierungen (7) in den Hohlraum im Innern der Wände eingebracht
sind.
5. Zusammengesetzter Balken nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schrauben (8) zueinander versetzt
angeordnet sind.
6. Zusammengesetzter Balken nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kern aus einem hohlen Metallprofil (9)
besteht, welches mit den Wänden durch Klebung verbunden ist.
7. Zusammengesetzter Balken nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Kerns größer
bemessen ist als jene der Wandelemente, so daß der Kern
mindestens an einem Balkenende aus den Wänden herausragt.
8. Zusammengesetzter Balken nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der flachen Wand
elemente (1, 2, 3, 4) aus mehreren nebeneinandergeordneten und über
verklebte Nut/Feder-Verbindungen zusammengefügten Teilelementen
bestehen.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8128 | New person/name/address of the agent |
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