CH672519A5

CH672519A5 -

Info

Publication number: CH672519A5
Application number: CH4166/86A
Authority: CH
Inventors: Andre Graffin
Original assignee: Andre Graffin
Priority date: 1985-10-31
Filing date: 1986-10-20
Publication date: 1989-11-30
Also published as: GB2182370B; DE3636069A1; US4741144A; GB8625889D0; FR2589553A1; FR2589553B1; GB2182370A

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zusammengesetzten Balken zu schaffen, dessen Aussenteile aus Holz bestehen, der eine ausgezeichnete Ausstattung aufweist und der eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit hat. 15 Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der zusammengesetzte Balken mit polygonalem Querschnitt, welcher Aussen-wände aus Holz und einen Kern aus einem Material, welches dem Balken seine mechanische Festigkeit verleiht, aufweist, sich dadurch auszeichnet, dass die Wände aus flachen Ele-20 menten 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 23 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.

30 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 35 und welche vorzugsweise regelmässig und in nicht allzu grossen Abständen untereinander vorgesehen sind, um die bereits erwähnte Deformation der Wände unter äusseren Einflüssen zu verhindern.

Anhand der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele 40 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 45 Balken, dessen Kern aus einem Metallprofil besteht.

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft einen zusammengesetzten Balken von polygonalem Querschnitt mit äusseren Holzwänden und einem Kern aus einem Material, welches dem Balken seine mechanische Festigkeit verleiht.

Aus der DE-OS 3 041 585 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 angebauten Holzelemente 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 250 878 betrifft einen zusammengesetzten Balken mit einem Holzrahmen aus Spanplatten, welche einen quadratischen Raum umschliessen; dieser ist mit Polyurethanschaum gefüllt, dessen Aufgabe es ist, die anein-andergrenzenden Platten untereinander zu verkleben, die Struktur zu versteifen und das Eindringen von Feuchtigkeit in den Hohlraum zwischen den Platten zu verhindern. Derartige Balken haben bestenfalls die mechanische Festigkeit

Der in Fig. 1 dargestellte Balken enthält 4 Elemente 1, 2,3, 4 aus Hartholz, beispielsweise Eiche, deren aneinandergren-zende, abgeschrägte Seiten mittels verklebten, mit einem so Winkel versehenen Federn und Nuten 5 zusammengefügt sind. Vor dem Zusammenbau 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 ss angeordnet, beispielsweise mit 5 cm Achsabstand. 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 ver-60 gössen; 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 gestellt, bis der Zement bindet. Um die Festigkeit des Zementkerns zu erhöhen, ist es vorteil-65 haft, wenn vor dem Guss Stahlarmierungen 7 eingebracht werden. Durchgeführte Versuche zeigten, dass ein solcher Balken sowohl Temperaturdifferenzen als auch Feuchtigkeitsunterschiede verträgt. Insbesondere die Wandelemente,

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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 nebeneinanderangeordneten Teilelementen zu konzipieren, die über verklebte 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 überlappend 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-Ver-bindungen versehen ist, wobei letztere in entsprechende 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 Metallprofil 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 dem soeben Beschriebenen unterscheiden kann. Insbesondere kann die Verankerung zwischen den Wänden und dem Zement auf andere Art als durch Schrauben, nämlich bei-s spielsweise durch Nägel erfolgen. Jedoch ist zur Erzielung einer sicheren Verankerung die bevorzugte 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 Verwen-lo dung von Wandelementen mit 23 mm Wandstärke, von Schrauben 4 x 25, die beispielsweise 12 mm tief im Holz versenkt sind, versetzt angeordnet sind und wie oben erwähnt einen Achsabstand von 50 mm aufweisen.

In der Ausführung mit Zementkern darf das Giessen des ls Zementes frühestens 24 Stunden nach dem Verkleben der Holzelemente erfolgen. 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 20 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 25 Loch bis in den Zementkern bohren und darin einen Kunststoffdübel einsetzen.

Wenn diese zusammengesetzte Balken für Aussenanwen-dung vorgesehen sind, so müssen sie mit einem Produkt wie «FORLANE» behandelt werden; hierbei sind drei Grundan-30 striche 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, 40 Dachbinder oder grundsätzlich von allen Elementen, die kleiner Querschnitte, jedoch guter mechanischer Festigkeit bedürfen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

672519 PATENTANSPRÜCHE

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 gekennzeichnet, 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 gekennzeichnet, dass der Kern aus Zement (6) besteht 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 gekennzeichnet, dass 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 gekennzeichnet, 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 Wandelemente (1,2,3,4) aus mehreren nebeneinandergeordneten und über verklebte Nut/Feder-Verbindungen zusammengefügten Teilelementen bestehen.

9. Verfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Balkens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Zusammenbau der Wandelemente die längsgerichteten Armierungen in den Hohlraum im Innern der Wände eingebracht werden und dass danach der Kern aus Zement vergossen wird.

von massiven Holzbalken gleichen Querschnitts, weisen jedoch nicht deren ästhetische Qualität auf.

Aus der deutschen Patentanmeldung P 2 931 162.4-25 sind ebenfalls hohle viereckige Balken bekannt, die durch vier s äussere Metallwände zusammengesetzt sind, deren Inneres anschliessend mit Zement gefüllt wird; an der Innenseite der Wände angeschweisste Haken erlauben eine gute Verbindung zwischen Zement und äusseren Wänden. Solche Balken sind mechanisch sehr fest, weisen jedoch nicht die ästheti-lo sehen Qualitäten von Holz auf.