DE1453348A1 - Verfahren zur Herstellung von metallbewehrtem Lagenholz bzw. Schichtholz - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von metallbewehrtem Lagenholz bzw. Schichtholz

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DE1453348A1 DE19631453348 DE1453348A DE1453348A1 DE 1453348 A1 DE1453348 A1 DE 1453348A1 DE 19631453348 DE19631453348 DE 19631453348 DE 1453348 A DE1453348 A DE 1453348A DE 1453348 A1 DE1453348 A1 DE 1453348A1
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Description

PATENTANWXLTE DR. LOTTERHOS - DR.-ING. LOHERHOS MM PMAMfFMT (MAIN]
ANNASTRASSE 1» FiINSMiCHEI. <0i11) 555061 TELEQtAMMEi LOMOSAiATENT LANDEgZENTtAlIANK 4/951 OtESONE* IANK FFM* Nr. 5947« POSTSCHECK-KONTO FFM. 1467
FRANKFURT (MAIN),
Ill/r
22.JuIi 1963
Kalley Timber Development Corporation (Proprietary) Limited, Cor.Voortrekker Road and Eighih Avenue,
Maitland (Kap-Provinz) ,!Republik Südafrika
Verfahren zur Herstellung von metallbewehrtem Lagenholz bzv/. Schichtholz
Die Erfindung betrifft die Herstellung von verleimtem und bewehrtem Lagen- bzw. Schichtholz in x'Orm von Balken, Bohlen, Masten, Kanthölzern oder anderen Formen von BauundWerkstoffen.
Bs ist bekannt, Lagenholz durch Metalleinlagen zu verstärkene Eine Metallbewehrung kann nun zu erhöhten und besonderen Vorteilen 'führen,wenn die Metalleinlagen eine Vorspannung erhalten, dh. dass sie im Fertigprodukt in einem permanenten Spannungszustand gehalten sind.
Die Anwendung der zur Erzielung einer Vorspannung üblichen Verfahren würde jedoch bei der vorliegenden Aufgabe zu erübliohen ProduktionsSchwierigkeiten führen»
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da die Bewehrungen während der verhilltnismässig langen,, zur Aushärtung der üblicher "Jeise verwendeten Klebstoffe erforderlichen Zeit unter mechanischer Spannung gehalten wurden müssten. Dies erfordert lange Presszeiten und der Ausstoss je Presse vräre daher sehr gering»
Ausserden hat die lange Behandlungsdauer,während der das lidüall mit ungehärtetem Klebstoff in Berührung ist, den üachteil,dass im ungehärteten Klebstoff enthaltene saure oder alkalische Katalysatoren oder andere schädliche bestandteile zur Bildung von Motalloxyden oder anderen chemischen Verbindungen führen können,welche die festigkeit des nit dem Holz verbundenen Metalles beeinträchtigen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung grosser Stückzahlen von verleimten und mit Metall bewehrten Lagen- bzw, Schichthölzern, gemäss welchem die eingangs genannten Arten von Bau- und Werkstoffen durch vorgespannte Ivie tall einlagen verstärkt werden«, Die Erfindung umfasst auch die durch das Verfahren !Hergestellten Erzeugnisse.
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Dae Verfahren gemäss der Erfindung zur Herstellung von Lagen- oder Schichtholz in Form von Balken,Bohlen,Masten, Kanthölzern u.dgl., bei welchem eine Mehrzahl von Holzlagen aufeinandergelegt und Metallbewehrungen eingelegt werden und sowohl die Holzla^en miteinander als auoh die Bewehrungen mit dem Holz verleimt werden, ist duroh folgende Merkmale bzw. Verfahrensstufen gekennzeichnet t
In den Bereichen der Hölzer, welche auf Zug beansprucht werden, werden als Bewehrungen linear gestaltete Verstärkungen angeordnet. Zumindest für die Bindung zwischen den Verstärkungseinlagen und deu Holz wird ein hitfcehärtender Kleber verwendet. Die läütallbewehrungen werden erhitzt, so uass zumindest die In der Zugzone angeordneten sich in Län^srichtung ausdehnen, wobei Iu diesem Zustand auch die Aushärtung des hitzehärtendeii Klebers bewirkt wird. Auf diese Zusammenstellung erfolgt eine Druckanwendung zum Zusammenpressen der Holzla^en, bevor der .· itzehärtonde Kleber endgültig ausgehärtet ist» Nach erfolgter Bindung wird der Pressdruck aufgehoben} ann lässt man die Bewehrungen abkühlen.
Nach eineLi weiteren Lierkmal der 3rfindung werden suuaindest die Bewehrungen,v:elche i- a^ii auf Zu^ bean-
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spruchten Bereichen angeordnet werden, in vorgefrästen Huten der Holzlagen dichtpm ssend eingepresst.
Ferner können erfindungsgemäss zumindest die in der Zugzone angeordneten Bewehrungen während ihrer Expansion und während der Aushärtung des hitzehärtenden und die feste Bindung zwischen Holz und Bewehrung vermittelnden Klebers einer von aussen in axialer Richtung wirkenden Spannungskraft unterworfen werden.
Tienn die Bewehrungen in vorgefrästen Hüten der Holzlagen angeordnet werden,kann die Druckanwendung bzw, Pressung vor der Erhitzung erfolgen. Bei andersgearteter Einlagerung der Bewehrungen ist es vorteilhaft, die Pressung nach deren Expansion vorzunehmen,jedoch bevor der iiitzehärtende Kleber vollständig ausgehärtet ist.
Die Bewehrungen, z.B. in Gestalt von Stäben,Rohren, Drähten,Bändern oder dgl. kennen erfindungsgemäss mit Yorsprüngen versehen st-in, welche bei der Pressung iii die Holzlagen eindringen und den mechanischen Zusammenhalt der Holzlagen verstärken. Solche Vorsprünge sind nicht an den Bewehrungen vorgesehen,wenn letzte-re in Nuten der Holzlagen eingesetzt v/erden und
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die Pressung vor der Erhitzung erfolgt,da sonst die gewünschte Längenausdehnung behindert wäre.
Zum Beispiel zur Herstellung eines iEelegrafenmastes müssen alle Bewehrungen linear und in Gestalt von Stäben, Rohren,Drähten oder Bändern sein.
Wenn jedoch das herzustellende Lagen- oder Schichtholz bezüglich der im Gebrauch auftretenden Zug- und Druckbeanspruchung genau bestimmte örtliche Bereiche hat, wie z.B. ein Balken oder Träger, können die Bewehrungen in der Druckzone die Gestalt von Drahtgeweben oder -netzen, Folien,Blechen usw. haben, da eine Vorspannung in diesem Bereioh nioht erforderlich ist. In der Druckzone können ferner zick-zackförmige oder kurvenförmige Stäbe,Hohre,Drähte oder Bänder verwendet werden.
Bei der Herstellung von Hölzern, die eindeutig bestimmbare Zug- und Druckzonen haben,können die Bewehrungen in den Zugzonen erhitzt und zur Ausdehnung gebracht werden, bevor die Pressung erfolgt,während die übrigen Bewehrungej^baoh der Pressdruckeinwirkung erliitzt werden können» Di© Erhitzung in der Druckzone dient nämlich lediglich zur Aushärtung des Klebers,während in der Zugzone sowohl zur Aushärtung des Klebers als auch.
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zur längenausdehnung und der hierdurch, bewirkten Vorspannung der Bewehrungen erhitzt werden muss.
Die Metallbewehrungen v/erden normalerweise vorher mit einem hitzehärtenden Kleber überzogen, der sich in einem teilweise vorgehärteten Zustand befinden kann. Bs kann z.B. ein Phenol-, Phenol-Resorcin-, Harnstoff- oder Melaminkleber verwendet werden, der soweit polymerisiert bz\/. vernetzt ist,dass er in einem üblichen Lösungsmittel (z.B. Y/ass er, Alkohol oder Wasser-Alkoholnischungen) noch gut löslich ist. Bei der angewendeten Wärmeeinwirkung wird der Kleber vollständig ausgehärtet, solange das Metall noch warm ist. ■^ie darauffolgende Abkühlung bewirkt die Vorspannung der mit dem Holz fest verbundenen Bewehrungen in der Zugζone»
Infolgedessen können die erfindungsgemäss zusammengesetzten Lagenhölzer aus der Presse genommen werdentwenn das Metall noch v/arm ist. Da die Abkühlung aus s er halb. der Presse erfolgen kann, ermöglicht das Verfahren eine kurze Presszeit von Minuten,während nach anderen Methoden Stunden erforderlich wären» Sobald der die Bewehrungen an die Holzlagen bindende Kleber auegehäntet ist, wird das Schichtgebilde auch nach Oeffnung der
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Fresse zusammengehalten, üs kann daher der übrige zwischen den Holzlagen befindliche Kleber, sei es ein hitzehärtender oder ein anderer, ausserhalb der Presse ausgehärtet werden. Zwischen den Holzla^en kann z.B. ein kalthärtender Resorcinformaldehydkleber verwendet werden..
Zur Erwärmung der Metallbewehrungen kann mit Vorteil elektrische Widerstandserhitzung oder Hochfrequenzinäuktionserhitzfcung angewendet werden, wobei das Metall, aber nicht das Holz erhitzt wird. Verwendet man Bewehrungen in Form von Kohren, so kann man heiese Gase oder Flüssigkeiten hindurchleiten. Der hitzehärtende Kleber kann durch rinseln,Spritzen oder fauchen auf ^i e Bewehrungen vor deren Einlagerung aufgetragen werden. Vorzugsweise li'sst iaija da.--; Lösungsmittel abdunsten, bevor die Bewehrungen eingelagert werden. Bei der Wärmezufuhr fliesst der Kleber in die zwischen dem --olz und den Bewehrungen vorhandenen Unebenheiten und Hohlräume, so dass eine vollst 11.ige Ausfüllung und nach aem Härten eine feste Bindung hervorgerufen wird.
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Dae Mass der Längenausdehnung der Bewehrungen und . folglich daa Mass der erzielten Vorspannung lässt sich variieren, indem man Metalle bzw. Legierungen mit entsprechenden Ausdehnungskoeffizienten auswählt,und die Erwärmung auf eine bestimmte Hohe treibt. Im allgemeinen wird für die Zugzonen ein Stahl hoher Zugfestigkeit verwendet.
Um die Erhitzungsmittel leicht an den Bewehrungen anbringen, bzw. zuführen zu können, lässt man deren Enden über die Stirnflächen der Holzlagen vorepringen. liach dem Pressen können sie bündig mit dem Lagenholz abgeschnitten v/erden,sofern man die vorstehenden Enden nicht zu Halterungen bzw. Verankerungen beim Zusammenbau der Hölzer verwenden will.
Das Verfahren gestattet es, Lagen- bzw. Schichthölzer von hoher Festigkeit in grossen Stückzahlen und ohne -öe^renzung von Grosse,Gestalt und Querschnitt herzustellen. Der Stromverbrauch bei der elektrischen Er- · hitzung der Bewehrungen ist wirtschaftlich. Die Erzeugnisse iaaben die bekannten Vorzüge voii vorgespannten Bauteilen. Sofern die Anordnung und Zusammensetzung so getroffen ist,dass starke mechanische Bin-
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äungen zwischen den Bewehrungen xayä. den Holzlagen vorhanden'sind, wird das teilweise oder vollständige Versagen einzelner Yerleimungsstrecken "bei Belastung nicht unbedingt zum Brucli führen, wodurch eine grosse Sicherheit bei der Verwendung der erfindungsgemässen Erzeugnisse besteht.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung werden Ausführungsbiispiele anhand der Zeichnungen beschrieben»
3?ig. 1 und. 2 zeigen an Balkenquerschnitten zwei verseh&ene Arten der Anordnung bzw. Verteilung der Bewehrungen.
^ig. 3 zeigt in perspektivischer Ansicht die Einlagerung von Bewehrungen zv/ischen zwei Holzlagen. Diese Einlagerunggart ist insbesondere für die Zugzonen eines Trägers oder dgl. vorteilhaft.
£±g. 4 zeigt zwei Holzlagen mit einer Bewehrung»die für die Druckzone eines !Prägers oder dgl. geeignet ist·
Mg» 5 zeigt schematisch einen Schichtholzbalken beim Prea©Vorgang·
B Pig. 1 und 2 sind die Holzlagen -1 übereinander gelegt. Zwischen den aneinanderliegenden Flächen der
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einzelnen Holzlagen befinden sich, "bandförmige Bewehrungen 2. Die Holzflächen zwischen den parallel verlaufenden Bewehrungen sind mit einem kalthärtenden Kleber versehen. Die Bewehrungen sind mit einem hitzehärtenden Kleber überzogen. Bei der Anordnung der iflig. 1 sind in den Zonen der höchsten Beanspruchung Bewehrungen in vermehrter Anzahl vorgesehen, während sie gemäss J?ig, 2 gleichmässig verteilt sind.
]?ig. 3 zeigt Bewehrungen 2, die in der Zugzone lineare Gestalt haben müssen und bei der gezeigten Ausführungsform aus gestreckten Bändern 2 bestehen,die in vorgefräste Nuten 3 eingepasst sind. Jedes Band 2 greift mit suiner halben Höhe in je eine Hute 3 der aufeinandergelegten Holzlagen 1. Die Enden der Bewehrungen 2 springen beidseitig über die Stirnflächen aer Holzlagen 1 vor.
Die Bewehrungen in den Druckzonen können entsprechend ii'ig, 3 angeordnet bzw. gestaltet sein. Da jedoch in diesen Zonen eine Vorspannung nicht erforderlich ist, können die Bewehrungen z.B. auch zick-zackförmig gestaltet seiüiWie es ^ig» 4 zeigt»
ßemäss Hg. 5 ist das unter Einlagerung der Bewehrungen und der Klebestoffe zusammengesetzte Sehichtgebilöe in die
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hydraulische Presse 4 eingebracht. An die vorstehenden Binden der Metallbänder 2 sind elektrische Leitungen 5 angeeohlossen. Bei Stromzufuhr und der entsprechenden Widerstandserhitzung deinen sich die gestreckten Bänder in Längsrichtung aus und der hitzehärtende Kleber wird zum Aushärten gebracht.
Bei dtr dargestellten Ausführungsform kann die hydrauliaohe Pressung vor dem Durchgang des Heiz stromes einsetzen,da die vorzuspannenden geradlinigen Bänder 2 in den Nuten 3 geführt sind und deshalb bei der Längenausdehnung nicht die Gefahr einer Wellenbildung oder sonstigen Verformung besteht.
Für gewisse Anwendungsfälle kann es erwünscht bzw. erforderlioh sein,während der Längenausdehnung und Aushärtung des hitzehärtenden Klebers noch zusätzlich von aussen angreifende Zugkräfte auf die geradlinigen Bewehrungen einwirken zu lassen.
Man kann auch so vorgehen,üass der elektrische Strom nur an die vorzuspannenden Bewehrungen, und zwar bei geöffneter Presse angelegt v/ird. Sobald die •erforderliche Längenausdehnung erfolgt ist und bevor der hitzehärtende Kleber seine vollständige Aushärtung erreicht
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hat, beginnt man mit der hydraulischen Pressung und zu gleicher Zeit werden die restlichen Bewehrungenf an welchen lediglich die Aushärtung des Klebers zu erfolgen hat, an den Strom angeschlossen.
Der verwendete hitzehärtende Kleber wird innerhalb von. Minuten ausgehärtet und, sobald dies geschehen ist, kann das Schichtgebilde aus der Presse genommen v/erden. Der übrige bzw. an anderen Stellen befindliehe Kleber kann dann in der seiner Art entsprechen; den Zeit bei Raumtemperatur oder gegebenenfalls bei leicht erhöhter !Temperatur aushärten.
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Claims (1)

  1. H53348
    Ansprüche:
    1) Verfahren :.ur Herstell..ng von Lagen- oder Schichtholz als Bau- und Werkstoffe in J-'Orm von Balken, Bohlen,Kanthölzern, Hasten, jrlatten oder dgl«, wobei zwischen mehreren Holzlagen Lletallbewehrungen eingelegt und sowohl die Holzflächeri miteinander als auch die Bewehrungen mit dem Holz verleimt werden und eine Pressung angewendet v/ird, dadurch >sokennzeichnet.,, dass zumindest in den Zugzonen der Erzeugnisse linear gestaltete Bewehrungen ungeordnet und zumindest Tür die Bindung z./ischen den Bewehrungen und den diese umgebenden Holzflochen ein hitzehärtender Kleber verwendet wird und dass nach solcher Zusammenset sun- ues Schiclioge"bildeö zumindest die in den Zugzonen gelegenen Bewehrungen erhitzt werden, bis sie die iur die gewünschte Vorspannung erforderliche Längenausdehnung erreicht und den sie umgebenden hitzehäibenden Kleber ausgehärtet haben,wobei eine Pressung angewendet wird, bevor der ixitzehärteride Kleber vollständig ausgehärtet ist, und der Pressdruck aufgehoben wird,sobald die Bindung zwischen den Bewehrungen und dem Holz erfolgt ist, worauf man die Bewehrungen abic-ihlen lässt.
    -H-909842/0012 6AD original
    H53348
    2) Verfahren nach Ansprucli 1« &£-.aureh "gekennzeichnet, das ο zumindest die Bewehrungen,welche in den Zugzonen der öirzeugnisse angeordnet werden, ir. vorgefrL'.ste IiFu"i,en der HoIzIa^en (j?igo 3) dichtpapr end eingefügt werden.
    3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichn«t,j.ass raan aumJL·-·.esi; auf die la der. Zugrionen auge ordne ten Bev/ehrun,:en während ihr ,>,-:■ Uärraedehnung und führend der Hart^ungszeit ei-- hi-azehär-"üenden,c.ie Bindung ^v;isehen Holz und >-?v/ehrung veriiii ütelnden I^Ilecers zv.sätüiic/i von aus sen angreifende Zugkräfte einwirken 1-üsst.
    4) Verfahrenit.ch Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, uass man die Pressung /or der UrLitzung der Bewehrungen einsetzen lässt.
    ö) Verfahren nach. ,Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Pressung einsetzen l;-'sst,nachdeiii die in dor Zugz..ne angeordneten Bewehrungen sich ausgedehnt haben, Jedoch bevor der hitzeLilrtende Kleber vollständig gehärtet ist.
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    BAD ORIGINAL
    6) Verfahren nach Anspruch ij, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest iu den Zugzonen Bewehrungen verwendet werden,die mit beim Pressen in die Holzlagen eindringenden Vorsprüngen versehen sind.
    7) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung vor* Bewehrungen in Gestalt voii linearen Stäben, Hohren,Drilht en oder Bändern.
    S) Verfahren nach An^pruc^ 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Druckzonen Bewehrungen in Gestalt von Drahtgeweben oder -netzen,Folien oder Blechen verwendet werden.
    ^)) Verfahren nach. Alispruch 1 bis ό, dadurch gekennzeichnet, da s i-- ieii Druekzonei. zick-zaekförnig oder ^urvenicrEit; , es\tilteto Stäbe,-xcLi-ü,Drähte oder Bänder verwencet v._rde:;.
    10) Vorfahren nac:. .-...j^-_-ucii 1 bis ;, dadurch gekennaöloiine ;, -.ass f-.r die Verleimungsfläehei^jV/elcLe nicht zur Bi-.ung z-./ischen den Bewehrungen und den Holzlagen dienen, ein ^CLeber vjrwen^et v;ird,!ier bei oder annähernd bei Raumtemperatur aushärtet.
    - 16 909842/0022
    11) Verfahren nach Anspruch 1, dadurqh gekennzeichnet, dass zunächst den in der Zugzone angeordneten Bewehrungen die zur gewünschten Längenausdehnung erforderliche Wärme zugeführt wird, worauf gepresst und den restlichen Bewehrungen Wärme zugeführt wird. ■
    9-0 98^2/0022
    Leerseite
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