WO2011060468A1 - Verbundelement und holzmauerstein - Google Patents

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WO2011060468A1
WO2011060468A1 PCT/AT2010/000443 AT2010000443W WO2011060468A1 WO 2011060468 A1 WO2011060468 A1 WO 2011060468A1 AT 2010000443 W AT2010000443 W AT 2010000443W WO 2011060468 A1 WO2011060468 A1 WO 2011060468A1
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wood
composite element
grooves
timber
filling material
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PCT/AT2010/000443
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Josef Lasselsberger
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Lb Engineering Gmbh
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
    • E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/26—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups
    • E04C2/284—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups at least one of the materials being insulating
    • E04C2/296—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials composed of materials covered by two or more of groups E04C2/04, E04C2/08, E04C2/10 or of materials covered by one of these groups with a material not specified in one of the groups at least one of the materials being insulating composed of insulating material and non-metallic or unspecified sheet-material
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    • E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
    • E04C2/10—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products
    • E04C2/24—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products laminated and composed of materials covered by two or more of groups E04C2/12, E04C2/16, E04C2/20
    • E04C2/243—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of wood, fibres, chips, vegetable stems, or the like; of plastics; of foamed products laminated and composed of materials covered by two or more of groups E04C2/12, E04C2/16, E04C2/20 one at least of the material being insulating

Definitions

  • the invention relates to a composite element comprising an outer timber component and at a distance therefrom an inner timber component, wherein between the two timber components, a filling material is arranged.
  • the invention relates to a method for producing a composite element.
  • Such plate-shaped composite elements are often used in prefabricated house construction, wherein from one or more such composite elements, for example, the outer wall, roof or ceiling of such a building is formed.
  • the typical structure of such known wall, roof or ceiling elements shows two wooden components in the form of plates which are interconnected by means of frame timbers.
  • the plates are connected to the frame woods, for example with nails, staples, etc.
  • the space between plates can be provided with thermal insulation, have space for installations, etc.
  • the outer plate is provided on the outside again with an insulation and finally plastered.
  • a disadvantage of these known elements is that the way of connecting the plates favors the formation of heat / cold bridges. Furthermore, it is a disadvantage that relatively many operations for connecting the plates, the filling of the gap and the subsequent provision of the element with a thermal insulation on the outside are necessary.
  • the two timber components each have depressions on their side adjacent to the filler material, and the depressions in the sides adjoining the filler material are likewise filled with the filler material.
  • the space between the timber components is filled with the filler, eg foamed.
  • the filler material also enters the recesses of the timber components, which are facing the (filled with the filling material) gap.
  • the hardening of the filling material then results in an extremely stable bond between the timber components and the filling material. It thus creates a self-supporting composite element that is easy can be produced, and in which the formation of heat / cold bridges can be prevented because no nails, screws, etc. are necessary for connecting the two timber components.
  • the stability of the connection is significantly increased if the two timber components each have depressions on their side adjacent to the filling material, and wherein the depressions in the sides adjacent to the filling material are likewise filled with the filling material.
  • the foam-like filling material hardens after injection by suitable measures, preferably - such. in the case of poly-urethane foam - simply by reacting with air and thus connecting the two wooden components together.
  • depressions preferably in the form of grooves, are applied prior to the introduction of the filling material on the sides of the two timber components facing the intermediate space, which are foamed with foam when the intermediate space is filled.
  • the filler material is formed as an insulating material, whereby the composite element has very good thermal insulation properties and an additional attachment of a Insulation on the outside of the composite element is no longer necessary, which correspondingly significantly reduces the production of the composite element and in particular the necessary duration for the construction of a building with such composite elements.
  • the timber components can each consist of a single piece of wood.
  • each, of the timber components is in each case constructed of at least two layers of wood, and wherein at least one of the wood layers of each timber component is at least partially and provided on at least one side with recesses, and wherein those of the filler adjacent wood layer of a timber component has at least on its side facing the filler material depressions.
  • Such wooden construction elements are known from EP 0 762 951 B1, which describes in this document all cavities (in the form of grooves), including those recesses lying in the element, to be provided with a foam filler, so that good heat, Cold and sound insulation properties of the timber component result.
  • the wooden construction element as such then forms the wall of a building.
  • such a timber member is used to form a composite member
  • the recesses are filled with filler only at the filler-facing side to make the composite, while the recesses in the interior of the timber members remain empty. This makes it possible to produce an extremely lightweight composite element.
  • the side surfaces of the composite elements are sealed airtight after installation, whereby additional heat insulation is created by the air cushion in the interior of the element.
  • weight can be saved if a layer of wood has depressions on both sides, and if the depressions are arranged over the entire surface of one side of a wood layer or the sides of the wood components facing the filler material, in particular if each of the wood layers is arranged on at least one, preferably on both sides, has depressions.
  • the depressions can be produced in a particularly simple manner if they are designed as grooves that are essentially parallel to one another in the timber components, in particular in the wood layers.
  • the grooves are normally rectilinear and elongated, in cross-section they may be rectangular, trapezoidal, round, oval, etc.
  • the grooves are normally machined on the surface of a layer of wood, but they may also be inclined to the normal to the surface at an angle, ie, worked into the wood layer at an angle.
  • grooves may also be curved or branched, which, however, is not usually the preferred embodiment.
  • the grooves in the two sides are offset relative to each other in the direction transverse to the longitudinal direction of the grooves.
  • the grooves of at least one layer of wood transversely, at an angle greater than zero to the grooves of another wood layer.
  • the angle between the grooves of adjacent wood plies is between 60 ° and 120 °, preferably 90 °.
  • a wooden layer is formed from a plurality of juxtaposed elongate blanks, wherein in the case of grooves all blanks of a wooden layer have parallel grooves. In preferred rectilinear grooves, these preferably run in the direction of the grain of the wood.
  • the blanks are a wooden layer lie with their side surfaces close together (top and / or bottom have the wells / grooves), preferably they abut each other.
  • the individual slotted boards are coated with an adhesive, e.g. glued to a PU (poly-urethane) adhesive, the wood layers are then glued together again.
  • an adhesive e.g. glued to a PU (poly-urethane) adhesive
  • the grooves extend in the longitudinal direction of the blanks, wherein the blanks of adjacent wood layers transversely, at an angle greater than zero to each other, wherein the angle between the blanks of adjacent wood layers between 60 ° and 120 °, preferably is at 90 °.
  • the timber component has the maximum mechanical strength and stability.
  • the timber component is manufactured as an endless element, i. the timber component has a certain width and thickness and is made "endless” in view of its longitudinal extent (production direction) and cut at the desired length of the timber component.
  • width of the timber component to a maximum board length of the blanks of about 500 cm is necessary. If only shorter boards (minimum 310cm at the preferred width) are available, the element can be produced in the same way on the production line, but the angle of the boards to each other must then be between 30 ° - 60 °. This also changes the angle between adjacent layers of wood (60 ° - 120 °), which reduces the mechanical strength of the wood element. In this way, however, the strength can be selectively controlled via the timber component.
  • the invention relates to a building, which is constructed using such composite elements. Furthermore, the invention relates to a wood brick, a method for producing a wood brick, the use of such a wood brick and buildings, which are at least partially made of such wood bricks ..
  • the brick is formed of a composite element according to the invention or of a part thereof.
  • a wood brick in the form of a composite element which can be easily produced, and in which the formation of heat / cold bridges can be prevented, since no nails, screws, etc. are necessary for connecting the two wood components.
  • the depressions are filled with filler only at the filling material facing side to make the composite, while the depressions in the interior of the timber components remain empty. This makes it possible to produce an extremely lightweight composite element or a very light wood brick.
  • a wooden layer is formed of a plurality of juxtaposed elongated blanks .
  • all blanks of a wood layer have parallel grooves.
  • these preferably run in the direction of the grain of the wood.
  • 1 shows a plate-shaped (composite) element according to the invention in a perspective view
  • 2 shows an unprocessed elongate wooden element in a perspective view
  • FIG. 3 shows the wood element from FIG. 2 with grooves in the direction of the longitudinal extension of the wood element
  • FIG. 3a shows a detail of the wood element of Figure 3 in an enlarged view
  • FIG. 4 shows the wooden element from FIG. 3 with a view of an end face of the element
  • FIG. 5 is a perspective view of a blank of the wood element of Figure 3, for the production of wood layers for the plate-shaped element, in a perspective view,
  • FIG. 5a shows a detail of the blank of Figure 5 in an enlarged view, Fig. 6, the cutting of a wood element
  • FIG. 7 is a perspective view of a wooden layer constructed from a number of blanks, FIG.
  • FIG. 7a shows a detail of the wood ply of FIG. 7 in an enlarged illustration, FIG.
  • FIG. 8 shows the wood layer from FIG. 7 in a schematic plan view during production, FIG.
  • FIG. 10 shows the laying of two adjoining wooden layers or the blanks of the adjoining wooden layers in a wooden construction element according to FIG. 9, FIG.
  • 11 is an (inner) timber component consisting of four layers of wood
  • 11a shows the timber component from FIG. 11 in an enlarged illustration, provided with a nonwoven layer on one side
  • 12 is a schematic view of the dimensions of a timber component according to FIGS. 9 and 11,
  • FIG. 13 shows an opposing arrangement of an outer and an inner wooden component at a distance from each other before filling the intermediate space with filling material
  • FIG. 14 shows the arrangement from FIG. 13, with the space now filled with a filling material between the timber components, FIG.
  • FIG. 16 shows a wooden brick according to the invention, with grooved timber components, in a perspective view.
  • FIG. 1 shows a composite element 1 according to the invention in its essentially final embodiment.
  • the composite element 1 consists of an outer timber component
  • the filling material 4 is formed as an insulating material, e.g. PU foam (poly urethane foam) is used, whereby the composite element has very good thermal insulation properties and an additional attachment of an insulation on the outside of the composite element is no longer necessary.
  • PU foam poly urethane foam
  • the intermediate space 90 (FIGS. 13, 13a) between the timber construction elements 2, 3 is filled with the filling material 4, eg foamed.
  • the filler material also enters the recesses of the timber components, which are facing the (filled with the filling material) gap.
  • the filling material By curing the filling material then results in a very stable bond between the Wooden construction elements with the filling material. It thus creates a self-supporting composite element that can be easily manufactured, and in which the formation of heat / cold bridges can be prevented because no nails, screws, etc. are necessary for connecting the two timber components.
  • each of the timber elements 2, 3 consists of at least two layers of wood, wherein in the variant shown, the outer timber element 2 of two wood layers 20, 21 and that inner wood element 3 of four layers of wood 30, 31, 32, 33 is constructed, so that the inner member 3 can also carry a larger load.
  • each timber component 2, 3 is at their top and bottom 200, 300; 201, 301 provided with grooves 100 which each extend over the entire top or bottom, wherein the grooves of a wood layer are parallel to each other.
  • a single such wooden layer is shown in Figures 7 and 7a. As can be seen, the grooves do not extend in a longitudinal direction of the wood layer, but run transversely to the longitudinal extent of the wood layer.
  • the grooves 100 in the two sides 200, 300, 201, 301 are arranged offset from each other in the direction transverse to the longitudinal direction of the grooves 100, as in FIG. 4 which will be discussed later, is clearly visible.
  • the angle ⁇ between the grooves of adjacent wood layers is between 60 ° and 120 °, preferably 90 °.
  • FIG. 2 shows unplaned wooden boards 50, for example with a thickness of 2 to 3 cm, a width of 8 to 15 cm and a length of about 310 to 500 cm.
  • these wooden boards 50 are planed and slit in the longitudinal direction on their upper and lower sides, so that wooden boards 51 provided with grooves 100 result (FIGS. 3, 3a).
  • Figure 4 shows how the grooves 100 of the top and bottom are arranged offset in the direction of the width, that is normal to the longitudinal direction of the wooden boards 51, so that the grooves can be worked deep into the wood.
  • the grooved wooden boards 51 are now cut off obliquely at their two ends, depending on the angle (90 ° - ⁇ ) at which they are laid with respect to the longitudinal direction (see arrow in FIG. 6) of the continuous timber component ), so that the blanks 60 result ( Figure 6).
  • a number of blanks 60 are placed parallel to each other and with their side surfaces close to each other (upper side and / or lower side have the recesses / grooves), preferably abutting one another.
  • the individual slotted boards (blanks) are coated with an adhesive, e.g. glued to a PU (poly-urethane) adhesive.
  • the grooves 100 extend in the longitudinal direction of the blanks 60 (which corresponds to the longitudinal direction of the wooden boards 51), the grooves are also inclined at an angle (90 ° - ⁇ ) to the longitudinal direction (production direction of the endless element).
  • a second layer of blanks 60 is placed, which are inclined at the same angle, but with respect to the opposite boundary surface, against the longitudinal direction, so that the Cuts 60 and the grooves 100 of the two superimposed wood layers 20, 21 at an angle a, which is not equal to 0 °, "cut", ie transverse to each other (diagonal) (an actual cutting is not given because the grooves in different
  • the two layers of wood 20, 21 are glued together again.
  • FIG. 9b it can be seen how the grooves 100 of the different wood layers 20, 21 run "diagonally" to one another as described above.
  • a timber component 3 as shown in FIG. 11 then results, for example, by two elements 2 from FIG. 9 being glued together, with adjacent layers of wood having diagonal grooves running. (A successive laying of individual layers is of course possible, but with an even number of layers of wood, the above-described procedure is more efficient.)
  • the timber component is manufactured as an endless element, i. the wooden construction element has a certain width b and thickness and is manufactured "endlessly" with regard to its longitudinal extension (production direction) and cut off at the desired length 1 of the timber component 12 m.
  • the width b corresponds to the height of the wall, the length 1 of the length of the wall.
  • outer timber component typically results in a thickness (height) of about 5cm (2 wood layers) and about 10 cm for the inner timber element 3 (4 layers).
  • width of the timber component to a maximum board length of the blanks of about 500 cm is necessary. If only shorter boards (minimum 310cm at the preferred width) are available, the element can be produced in the same way on the production line, but the angle of the boards to each other must then be between 30 ° - 60 °. This also changes the angle between adjacent layers of wood (60 ° - 120 °), which reduces the mechanical strength of the wood element. In this way, however, the strength can be selectively controlled via the timber component.
  • a nonwoven layer 70 (FIG. 11a) is applied (laminated) onto the inner side (the side directed inward in a building) of the inner timber component 3, which has a vapor-damping effect.
  • a vapor-permeable nonwoven layer 71 ( Figure l) is applied.
  • the outer and the inner (usually level) timber component at a desired distance a are preferably positioned parallel to each other, for example held in position by means of a corresponding machine ( Figures 13, 13a), and the intermediate space is filled with the filling material (eg PU foam) (filled with foam).
  • a for example, about 15 cm
  • the filling material eg PU foam
  • This results in the example shown thus has a wall thickness of about 30 cm ( Figures 14, 14a).
  • the foaming takes place, for example, in the double belt (endless process), i. it runs parallel in two bands.
  • the foam also fills the grooves 100 facing it of the innermost layers of wood 20, 33, resulting in an extremely strong teeth of the filling material 4 with the timber elements 2, 3, while the other grooves are not filled with filler.
  • Placeholders can be inserted before foaming or, after foaming, channels can be milled or drilled in the filling material.
  • the outer surfaces of the composite elements are provided with a vapor-permeable plaster, e.g. plastered a synthetic resin or silicone resin plaster, the interior walls and ceiling soffits are filled and coated.
  • a vapor-permeable plaster e.g. plastered a synthetic resin or silicone resin plaster
  • the composite element according to the invention is a self-supporting, highly heat-insulating lightweight floor, wall and ceiling element, which is particularly suitable for use in prefabricated house construction.
  • the composite element is manufactured in sandwich construction. It does not require load-bearing inserts, reinforcements, etc., since the composite element in its entirety, i. formed by its composite of inner and outer Holbauelement carrying the filling material.
  • a composite element openings for windows, doors, etc. are then provided as needed, in which are mounted according to the assembly of the composite elements to a building windows, doors, etc.
  • These elements can, of course, also, if this is more favorable, be mounted only after the assembly of the composite elements to the building.
  • both wooden components each at their depressions on the side adjacent to the filling material, wherein the depressions in the sides adjacent to the filling material are likewise filled with the filling material
  • at least one, preferably each of the wooden components is in each case constructed from at least two layers of wood, and wherein at least one of the layers of wood of each wooden component, which is composed of at least two layers of wood, at least partially and provided with recesses on both sides, wherein those adjacent to the filler wood layer of a timber element at least on their filler material side facing recesses, or two or more layers of wood each wooden component, which consists of at least two Wood layers is constructed, at least partially and are provided on at least one side with depressions, said on the filler adjacent to the wood layer of a timber component at least on its side facing the filler material depressions.
  • At least one, preferably each, of the timber components is in each case constructed of at least two wood layers, wherein in each case the wood material facing the filler exhibits recesses (at least in certain areas) at least on its side facing the filler material, but preferably this wood layer has depressions on both sides.
  • one or more of the further wood layers preferably all, have recesses (at least in some areas) on at least one side, preferably on both sides.
  • FIG. 15 shows a first composite element according to the invention in the form of a wood masonry stone la.
  • the masonry stone 1a consists of an outer wooden building element 2a and, at a distance therefrom, of an inner wooden building element 3a, wherein a filling material 4a is arranged between the two wooden building elements 2a, 3a.
  • the timber-forming elements 2a, 3a have no groove structure, as is provided in an even more advantageous embodiment, which is shown in FIG. 16.
  • FIG. 16 shows a wood brick la 'of basically the same construction as the wood brick la of FIG. 15, with the difference that the wood brick la' in FIG. 16 has grooves 100 in the timber elements 2a, 3a has.
  • These grooves 100 are important, in particular, on the surfaces of the wooden building elements 2a, 3a facing the filling material 4a, but are of particular advantage if the wooden building elements 2a, 3a have a groove structure as shown in FIG. This groove structure has already been discussed in more detail in FIGS. 1 to 14a.
  • width zb 45 cm
  • height zh 30 cm
  • thickness zd 30 cm.
  • these figures are given by way of example only and are intended to illustrate the approximate size of a wood brick, which is approximately that of a conventional tile (apart from the thickness, if any).
  • any size of the wood brick are possible, on the thickness zd, in particular on the thickness of the filling material (insulating material) can also influence the insulating properties of the wood brick.
  • a wood brick la, la 'according to the invention is now usually made of a (large) composite element 1, as shown in FIG. 1, e.g. cut out.
  • a typical composite element 1 shown in FIG. 1 has dimensions with respect to length and height of a few meters each (2.6 m-3 m height, length up to 12 meters).
  • the wood brick according to the invention is cut out of such a (large) composite element 1 with the desired dimensions, wherein the thickness of the wood brick then corresponds to the thickness of the composite element 1.
  • the composite elements 1 are e.g. used as wall elements for prefabricated houses. In this context, it is particularly favorable in terms of manufacturing costs and environmental protection when the bricks from waste, which is obtained from the composite element 1 when cutting out openings for windows and doors, are cut out.
  • wood bricks can be made directly in the desired dimensions without the detour via a large composite element 1, even if the "detour" over the larger composite elements 1 is usually the much cheaper way.
  • the wall is plastered in a known manner on the outside, the wall insides are e.g. Spackled and coated in a known manner.
  • the wood brick according to the invention is a lightweight construction element which is highly heat-insulating and which is produced in a sandwich construction.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbundelement (1) umfassend ein äußeres Holzbauelement (2) sowie in einem Abstand dazu ein inneres Holzbauelement (3), wobei zwischen den beiden Holzbauelementen (2, 3) ein Füllmaterial (4) angeordnet ist, wobei die beiden Holzbauelemente (2, 3) jeweils an ihrer an das Füllmaterial (4) angrenzenden Seite Vertiefungen (100) aufweisen. Insbesondere ist zumindest eines, vorzugsweise jedes, der Holzbauelemente (2, 3) jeweils aus zumindest zwei Holzlagen (20, 21; 30, 31, 32, 33) aufgebaut, wobei zumindest eine der Holzlagen (20, 21; 30, 31, 32, 33) jedes Holzbauelementes (2, 3) zumindest bereichsweise und an zumindest einer Seite mit Vertiefungen (100) versehen ist, und wobei jene an das Füllmaterial (4) angrenzende Holzlage (20, 33) eines Holzbauelementes (2, 3) zumindest an ihrer dem Füllmaterial (4) zugewandten Seite (200, 300) Vertiefungen (100) aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung einen Holzmauerstein gebildet aus einem solchen Verbundelement.

Description

VERBUNDELEMENT UND HOLZMAUERSTEIN
Die Erfindung betrifft ein Verbundelement, umfassend ein äußeres Holzbauelement sowie in einem Abstand dazu ein inneres Holzbauelement, wobei zwischen den beiden Holzbauelementen ein Füllmaterial angeordnet ist.
Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes.
Solche plattenförmigen Verbundelemente werden häufig im Fertigteil-Hausbau verwendet, wobei aus einem oder mehreren solchen Verbundelementen beispielsweise die Außenwand, Dach oder Decke eines solchen Gebäudes gebildet wird. Der typische Aufbau solcher bekannter Wand-, Dach- oder Deckenelemente zeigt zwei Holzbauelemente in Form von Platten, welche mittels Rahmenhölzern miteinander verbunden sind. Die Platten sind mit den Rahmenhölzern beispielsweise mit Nägeln, Klammern etc. verbunden. Der Zwischenraum zwischen Platten kann mit einer Wärmedämmung versehen sein, Platz für Installationen aufweisen, etc. Typischerweise ist die äußere Platte an der Außenseite nochmals mit einer Dämmung versehen und abschließend verputzt.
Nachteilig an diesen bekannten Elementen ist, dass die Art und Weise des Verbindens der Platten die Entstehung von Wärme- /Kältebrücken begünstigt. Weiters ist es ein Nachteil, dass relativ viele Arbeitsschritte zum Verbinden der Platten, dem Ausfüllen des Zwischenraumes und dem nachträglichen Versehen des Elementes mit einer Wärmedämmung an der Außenseite notwendig sind.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird mit einem eingangs erwähnten Verbundelement dadurch gelöst, dass erfindungsgemäß die beiden Holzbauelemente jeweils an ihrer an das Füllmaterial angrenzenden Seite Vertiefungen aufweisen, und wobei die Vertiefungen in den an das Füllmaterial angrenzenden Seiten ebenfalls mit dem Füllmaterial ausgefüllt sind.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Elementes wird der Zwischenraum zwischen den Holzbauelementen mit dem Füllmaterial ausgefüllt, z.B. ausgeschäumt. Dadurch gelangt das Füllmaterial auch in die Vertiefungen der Holzbauelemente, welche dem (mit dem Füllmaterial ausgefüllten) Zwischenraum zugewandt sind. Durch das Aushärten des Füllmaterials ergibt sich dann ein äußerst stabiler Verbund zwischen den Holzbauelementen mit dem Füllmaterial. Es entsteht somit ein selbst tragendes Verbundelement, das sich einfach herstellen lässt, und bei dem die Entstehung von Wärme- /Kältebrücken verhindert werden kann, da keine Nägel, Schrauben etc. zum Verbinden der beiden Holzbauelemente notwendig sind.
Die oben genannte Aufgabe wird auch mit einem eingangs erwähnten Verbundelement gelöst, bei welchem der von den beiden Holzbauelementen begrenzte Zwischenraum mit dem (schaumförmig vorliegenden) Füllmaterial ausgeschäumt wird, welches schaumartige Füllmaterial nach dem Ausschäumen die beiden Holzbauelemente - im ausgehärteten Zustand des Füllmaterials - miteinander verbindet.
Mit dieser Vorgangsweise wird ein Verkleben des Füllmaterials mit den Holzbauelementen vermieden, was eine einfachere und raschere Herstellung der Verbundelemente ermöglicht.
Die Stabilität der Verbindung wird deutlich erhöht, wenn die beiden Holzbauelemente jeweils an ihrer an das Füllmaterial angrenzenden Seite Vertiefungen aufweisen, und wobei die Vertiefungen in den an das Füllmaterial angrenzenden Seiten ebenfalls mit dem Füllmaterial ausgefüllt sind.
Weiters wird die eingangs genannte Aufgabe noch mit einem Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes gelöst, wobei das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
*) Positionieren von zwei Holbauelementen in einem Abstand zueinander,
*) Ausschäumen des von den beiden Holzbauelementen gebildeten Zwischenraums mit einem schaumförmig vorliegenden Füllmaterial,
*) Aushärten des Füllmaterials.
Das schaumförmige Füllmaterial härtet nach dem Einspritzen durch geeignete Maßnahmen, vorzugsweise - wie z.B. im Fall von Poly-Urethan-Schaum - einfach durch Reaktion mit Luft aus und verbindet so die beiden Holzbauelemente miteinander.
Von Vorteil ist es, wenn vor dem Einbringen des Füllmaterials an den dem Zwischenraum zugewandten Seiten der beiden Holzbauelemente Vertiefungen, vorzugsweise in Form von Rillen, angebracht werden, welche beim Ausschäumen des Zwischenraumes mit ausgeschäumt werden.
Bevorzugt ist das Füllmaterial als Dämmmaterial ausgebildet, wodurch das Verbundelement sehr gute Wärmedämmeigenschaften aufweist und eine zusätzliche Anbringung einer Dämmung an der Außenseite des Verbundelementes nicht mehr notwendig ist, was entsprechend die Herstellung des Verbundelementes und insbesondere auch die notwendige Dauer für die Errichtung eines Gebäudes mit solchen Verbundelementen deutlich verkürzt.
Grundsätzlich können die Holzbauelemente jeweils aus einem einzigen Holzteil bestehen.
Von besonderem Vorteil ist es aber, wenn zumindest eines, vorzugsweise jedes, der Holzbauelemente jeweils aus zumindest zwei Holzlagen aufgebaut ist, und wobei zumindest eine der Holzlagen jedes Holzbauelementes zumindest bereichsweise und an zumindest einer Seite mit Vertiefungen versehen ist, und wobei jene an das Füllmaterial angrenzende Holzlage eines Holzbauelementes zumindest an ihrer dem Füllmaterial zugewandten Seite Vertiefungen aufweist.
Solche Holzbauelemente sind aus der EP 0 762 951 Bl bekannt, wobei in diesem Dokument beschrieben ist, alle Vertiefungen (in Form von Rillen), auch jene in dem Element liegenden Vertiefungen, mit einem Schaum-Füllstoff zu versehen, sodass sich gute Wärme-, Kälte und Geräuschisolationseigenschaften des Holzbauelementes ergeben. Das Holzbauelement als solches bildet dann die Wand eines Gebäudes.
Bei der vorliegenden Erfindung hingegen wird ein solches Holzbauelement zur Bildung eines Verbundelementes verwendet, die Vertiefungen werden lediglich an der dem Füllmaterial zugewandten Seite mit Füllmaterial ausgefüllt, um den Verbund herzustellen, während die Vertiefungen im Inneren der Holzbauelemente leer bleiben. Dadurch lässt sich ein äußerst leichtes Verbundelement erzeugen.
Außerdem werden bei Errichtung eines Gebäudes, insbesondere eines Fertigteilhauses die Seitenflächen der Verbundelemente nach Einbau luftdicht abgeschlossen, wodurch eine zusätzliche Wärmedämmung durch die Luftpolster im Inneren des Elementes entsteht.
Deutlich kann Gewicht gespart werden, wenn eine Holzlage auf beiden Seiten Vertiefungen aufweist, und wenn die Vertiefungen über die gesamte Fläche einer Seite einer Holzlage bzw. den dem Füllmaterial zugewandten Seiten der Holzbauelemente angeordnet sind, insbesondere wenn jede der Holzlagen auf zumindest einer, vorzugsweise auf beiden Seiten, Vertiefungen aufweist.
Besonders einfach lassen sich die Vertiefungen herstellen, wenn sie als im Wesentlichen zueinander parallele Rillen in den Holzbauelementen, insbesondere in den Holzlagen ausgebildet sind. Die Rillen verlaufen normalerweise geradlinig und sind länglich ausgebildet, im Querschnitt können sie rechteckförmig, trapezförmig, rund, oval etc. sein. Typischerweise sind die Rillen normal auf die Oberfläche einer Holzlage eingearbeitet, sie können aber auch zu der Normalen auf die Oberfläche unter einem Winkel geneigt sein, also schräg in die Holzlage hineingearbeitet sein.
Schließlich können die Rillen auch gekrümmt oder verzweigt sein, was allerdings in der Regel nicht die bevorzugte Ausgestaltung darstellt.
In Hinblick auf eine einfache Herstellung und um die- im Folgenden noch beschriebenen Vorteile realisieren zu können, ist es weiters günstig, wenn bei Rillen auf beiden Seiten einer Holzlage die Rillen auf beiden Seiten gleichgerichtet zueinander verlaufen.
Um die Rillen möglichst tief in die Holzlagen einarbeiten zu können ist vorgesehen, dass die Rillen in den beiden Seiten in Richtung quer zur Längsrichtung der Rillen zueinander versetzt angeordnet sind.
Um die Stabilität eines Holzbauelementes zu erhöhen ist dabei vorgesehen, dass die Rillen von zumindest einer Holzlage quer, in einem Winkel größer als Null zu den Rillen einer anderen Holzlage verlaufen.
In diesem Zusammenhang ist es insbesondere günstig, wenn die Rillen zweier benachbarter Holzlagen quer, in einem Winkel größer als Null zueinander verlaufen, wobei dann die Rillen zweier Holzlagen, welche durch eine Holzlage getrennt sind, parallel zueinander verlaufen.
Typischerweise liegt der Winkel zwischen den Rillen benachbarter Holzlagen zwischen 60° und 120°, vorzugsweise bei 90°.
Für eine einfache Herstellung, insbesondere für eine einfache maschinelle Herstellung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Holzlage aus mehreren, nebeneinander angeordneten länglichen Zuschnitten gebildet ist, wobei im Falle von Rillen alle Zuschnitte einer Holzlage parallel verlaufende Rillen aufweisen. Bei bevorzugten geradlinigen Rillen verlaufen diese vorzugsweise in Richtung der Faserung des Holzes.
Durch das Schlitzen (= Anbringen von Rillen) der Zuschnitte (= Holzbretter) an der Ober- und Unterseite ist es möglich, die normalerweise um die Längsachse verzogenen Bretter mit wesentlich geringerem Aufwand in der Fertigungsstraße gerade auszurichten und den Anpressdruck für das Verleimen der Bretter deutlich zu reduzieren.
Die Zuschnitte liegen einer Holzlage liegen mit ihren Seitenflächen eng aneinander (Oberseite und /oder Unterseite weisen die Vertiefungen/Rillen auf), vorzugsweise stoßen sie aneinander an.
Die einzelnen, geschlitzten Bretter (Zuschnitte) werden mit einem Kleber, z.B. einem PU (Poly-Urethan)-Kleber verklebt, die Holzlagen werden dann untereinander nochmals verklebt.
Dabei ist es dann weiters von Vorteil, wenn sich die Rillen in Längsrichtung der Zuschnitte erstrecken, wobei die Zuschnitte benachbarter Holzlagen quer, in einem Winkel größer als Null zueinander verlaufen, wobei der Winkel zwischen den Zuschnitten benachbarter Holzlagen zwischen 60° und 120°, vorzugsweise bei 90° liegt.
Wenn die Bretter im Winkel von 45° zum Endloselement verleimt werden und entsprechend die Zuschnitte zweier benachbarter Holzlagen unter 90° zueinander übereinander (z.B. 2- bzw. 4-lagig) angeordnet sind und so zusammengeleimt werden, so hat das Holzbauelement die maximale mechanische Festigkeit und Standsicherheit. Das Holzbauelement wird als Endloselement hergestellt, d.h. das Holzbauelement hat eine gewisse Breite und Dicke und wird in Hinblick auf seine Längserstreckung (Produktionsrichtung)„endlos" gefertigt und bei der gewünschten Länge des Holzbauelementes abgeschnitten.
Bei einer in der Praxis bevorzugten Breite des Holzbauelementes ist dazu eine maximale Brettlänge der Zuschnitte von ca. 500 cm notwendig. Stehen nur kürzere Bretter (Minimum 310cm bei der bevorzugten Breite) zur Verfügung, kann in der Fertigungsstraße das Element genauso produziert werden, der Winkel der Bretter zueinander muss dann aber zwischen 30° - 60° angeordnet werden. Dadurch verändert sich auch der Winkel zwischen benachbarten Holzlagen (60° - 120°), wodurch die mechanische Festigkeit des Holzelementes verringert wird. Auf diese Weise kann aber auch die Festigkeit über das Holzbauelement gezielt gesteuert werden.
Um die Holzstruktur nicht zu schwächen ist es von Vorteil, wenn in dem Füllmaterial Kanäle, Leerräume und dergleichen für Installationen etc. vorgesehen sind. Auch im Sinne einer einfachen Herstellbarkeit ist dies eine bevorzugte Variante.
Weiters betrifft die Erfindung ein Bauwerk, welches unter Verwendung solcher Verbundelemente errichtet ist. Weiters betrifft die Erfindung einen Holzmauerstein, ein Verfahren zur Herstellung eines Holzmauersteines, die Verwendung eines solchen Holzmauersteines und Bauwerke, welche zumindest teilweise aus solchen Holzmauersteinen gefertigt sind..
Bei der Errichtung von Gebäuden, wie z.B. Einfamilienhäusern, werden sehr häufig bekannte Ziegel, (Ytong-)Mauersteine, etc. verwendet. Nach dem Errichten der Gebäudehülle bzw. der Wände des Gebäudes werden die Wände Außen mit einer Dämmung versehen, anschließend wird auf der Dämmung ein Putzträger angebracht und die Wände werden schließlich verputzt.
Diese einzelnen notwendigen Schritte resultieren in einer entsprechend langen Errichtungsdauer für das Gebäude. Außerdem muss, um eine gute Dämmung zu erzielen, von Seiten des Errichters relativ sauber und genau gearbeitet werden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Mauerstein bereitzustellen, der stabil und leicht ist und mit dem die Dauer für die Errichtung eines Gebäudes reduziert werden kann. Außerdem ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Mauerstein zu schaffen, der die Errichtung von gut gedämmten Wänden ermöglicht.
Diese Aufgaben werden dadurch gelöst,. Dass der Mauerstein aus einem erfindungsgemäßen Verbundelement oder aus einem Teil davon gebildet ist.
Es entsteht somit ein Holzmauerstein in Form eines Verbundelementes, der sich einfach herstellen lässt, und bei dem die Entstehung von Wärme- /Kältebrücken verhindert werden kann, da keine Nägel, Schrauben etc. zum Verbinden der beiden Holzbauelemente notwendig sind.
Bei einer Variante des Holzmauersteines, bei welcher der von den beiden Holzbauelementen begrenzte Zwischenraum mit dem (schaumförmig vorliegenden) Füllmaterial ausgeschäumt wird, welches schaumartige Füllmaterial nach dem Ausschäumen die beiden Holzbauelemente - im ausgehärteten Zustand des Füllmaterials - miteinander verbindet, wird ein Verkleben des Füllmaterials mit den Holzbauelementen vermieden, was eine einfachere und raschere Herstellung des Holzmauersteines ermöglicht.
Weiters werden die eingangs genannten Aufgaben noch mit einem Verfahren zur Herstellung eines Holzbausteines gelöst, wobei das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
a) Positionieren von zwei Holbauelementen in einem Abstand zueinander, b) Ausschäumen des von den beiden Holzbauelementen gebildeten Zwischenraums mit einem schaumf örmig vorliegenden Füllmaterial,
c) Aushärten des Füllmaterials,
d) Ausschneiden von einem oder mehreren Holzbausteinen aus dem mittels der Schritte a) - c) gebildeten Verbundelementes.
Bei der vorliegenden Erfindung werden die Vertiefungen lediglich an der dem Füllmaterial zugewandten Seite mit Füllmaterial ausgefüllt, um den Verbund herzustellen, während die Vertiefungen im Inneren der Holzbauelemente leer bleiben. Dadurch lässt sich ein äußerst leichtes Verbundelement bzw. ein sehr leichter Holzmauerstein erzeugen.
Für eine einfache Herstellung eines Verbundelementes, aus welchem oder aus Teilen von welchem dann ein oder mehrere Holzmauersteine erzeugt werden, insbesondere für eine einfache maschinelle Herstellung eines solchen Verbundelementes hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Holzlage aus mehreren, nebeneinander angeordneten länglichen Zuschnitten gebildet ist, wobei im Falle von Rillen alle Zuschnitte einer Holzlage parallel verlaufende Rillen aufweisen. Bei bevorzugten geradlinigen Rillen verlaufen diese vorzugsweise in Richtung der Faserung des Holzes.
Bei einer in der Praxis bevorzugten Breite des Holzbauelementes ist dazu eine maximale Brettlänge der Zuschnitte von ca. 500 cm notwendig. Stehen nur kürzere Bretter (Minimum 310cm bei der bevorzugten Breite) zur Verfügung, kann in der Fertigungsstraße das Element genauso produziert werden, der Winkel der Bretter zueinander muss dann aber zwischen 30° - 60° angeordnet werden. Dadurch verändert sich auch der Winkel zwischen benachbarten Holzlagen (60° - 120°), wodurch die mechanische Festigkeit des Holzelementes verringert wird. Auf diese Weise kann aber auch die Festigkeit über das Holzbauelement gezielt gesteuert werden. Aus einem derart gefertigten Verbundelement werden dann Holzmauersteine der gewünschten Größe herausgeschnitten, bzw. werden die Holzmauersteine auch aus Teilen solcher Verbundelemente, welche Teile sich beispielsweise als Abfall beim Herausschneiden von Fenster oder Türen aus den Verbundelementen ergeben, herausgeschnitten.
Im Folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
Fig. 1 ein plattenförmiges (Verbund)Element nach der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht, Fig. 2 ein unbearbeitetes längliches Holzelement in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 3 das Holzelement aus Figur 2 mit Rillen in Richtung der Längserstreckung des Holzelementes,
Fig. 3a einen Ausschnitt des Holzelementes aus Figur 3 in einer vergrößerten Darstellung,
Fig. 4 das Holzelement aus Figur 3 mit Blick auf eine Stirnseite des Elementes,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Zuschnittes aus dem Holzelement aus Figur 3, zur Herstellung von Holzlagen für das plattenförmige Element, in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 5a einen Ausschnitt des Zuschnittes aus Figur 5 in einer vergrößerten Darstellung, Fig. 6 das Zuschneiden eines Holzelementes,
Fig. 7 eine aus einer Anzahl von Zuschnitten aufgebaute Holzlage in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 7a einen Ausschnitt der Holzlage aus Figur 7 in einer vergrößerten Darstellung,
Fig. 8 die Holzlage aus Figur 7 in einer schematischen Draufsicht während der Herstellung,
Fig. 9 ein (äußeres) Holzbauelement bestehend aus zwei Holzlagen,
Fig. 9a einen Ausschnitt des Holzbauelementes aus Figur 9 in einer vergrößerten Darstellung,
Fig. 9b das Holzbauelement aus Figur 9 vor dem Zusammenfügen der beiden Holzlagen,
Fig. 10 die Verlegung zweier aneinander grenzender Holzlagen bzw. der Zuschnitte der aneinander grenzenden Holzlagen bei einem Holzbauelement nach Figur 9,
Fig. 11 ein (inneres) Holzbauelement bestehend aus vier Holzlagen,
Fig. IIa das Holzbauelement aus Figur 11 in vergrößerter Darstellung, versehen mit einer Vliesschicht an einer Seite, Fig. 12 schematisch die Dimensionen eines Holzbauelementes nach Figur 9 bzw. 11,
Fig. 13 eine gegenüberliegende Anordnung eines äußeren und eines inneren Holzbauelementes in einem Abstand zueinander vor dem Ausfüllen des Zwischenraumes mit Füllmaterial,
Fig. 13a die Anordnung aus Figur 13 in einer vergrößerten Darstellung,
Fig. 14 die Anordnung aus Figur 13, mit nunmehr mit einem Füllmaterial ausgefüllten Zwischenraum zwischen den Holzbauelementen,
Fig. 14a die Anordnung aus Figur 14 einer vergrößerten Darstellung,
Fig. 15 einen Holzmauerstein nach der Erfindung, ohne gerillte Holzbauelemente, in einer perspektivischen Ansicht, und
Fig. 16 einen Holzmauerstein nach der Erfindung, mit gerillten Holzbauelementen, in einer perspektivischen Ansicht.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verbundelement 1 in seiner im Wesentlichen endgültigen Ausgestaltungsform. Das Verbundelement 1 besteht aus einem äußeren Holzbauelement
2 sowie in einem Abstand dazu aus einem inneren Holzbauelement 3, wobei zwischen den beiden Holzbauelementen 2, 3 ein Füllmaterial 4 angeordnet ist.
Bevorzugt ist das Füllmaterial 4 als Dämmmaterial ausgebildet, z.B. wird PU-Schaum (Poly- Urethan-Schaum) verwendet, wodurch das Verbundelement sehr gute Wärmedämmeigenschaften aufweist und eine zusätzliche Anbringung einer Dämmung an der Außenseite des Verbundelementes nicht mehr notwendig ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verbundelement 1 weisen nun die beiden Holzbauelemente 2,
3 jeweils an ihrer an das Füllmaterial 4 angrenzenden Seite Vertiefungen 100 auf, wobei diese Vertiefungen als Rillen 100 ausgebildet sind.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Elementes wird der Zwischenraum 90 (Figur 13, 13a) zwischen den Holzbauelementen 2, 3 mit dem Füllmaterial 4 ausgefüllt, z.B. ausgeschäumt. Dadurch gelangt das Füllmaterial auch in die Vertiefungen der Holzbauelemente, welche dem (mit dem Füllmaterial ausgefüllten) Zwischenraum zugewandt sind. Durch das Aushärten des Füllmaterials ergibt sich dann ein äußerst stabiler Verbund zwischen den Holzbauelementen mit dem Füllmaterial. Es entsteht somit ein selbst tragendes Verbundelement, das sich einfach herstellen lässt, und bei dem die Entstehung von Wärme- / Kältebrücken verhindert werden kann, da keine Nägel, Schrauben etc. zum Verbinden der beiden Holzbauelemente notwendig sind.
An Hand der folgenden Figuren soll der Aufbau und die Herstellung eines erfindungsgemäßen Verbundelementes in einer bevorzugten Ausgestaltungsform näher dargestellt werden.
Wie z.B. aus den Figuren 9, 9a und 11, IIa gut zu erkennen ist, besteht jedes der Holzbauelemente 2, 3 aus zumindest zwei Holzlagen, wobei in der gezeigten Variante das äußere Holzbauelement 2 aus zwei Holzlagen 20, 21 und dass innere Holzbauelement 3 aus vier Holzlagen 30, 31, 32, 33 aufgebaut ist, sodass das innere Element 3 auch eine größere Last tragen kann.
Die Holzlagen 20, 21; 30, 31, 32, 33 jedes Holzbauelementes 2, 3 sind an ihrer Ober- und Unterseite 200, 300; 201, 301 mit Rillen 100 versehen, welche sich jeweils über die gesamte Ober- bzw. Unterseite erstrecken, wobei die Rillen einer Holzlage zueinander parallel sind. Eine einzelne solche Holzlage ist in den Figuren 7 und 7a dargestellt. Wie man erkennen kann, erstrecken sich die Rillen nicht in einer Längsrichtung der Holzlage, sondern laufen quer zu der Längserstreckung der Holzlage.
Um die Rillen möglichst tief in die Holzlagen einarbeiten zu können, ist vorgesehen, dass die Rillen 100 in den beiden Seiten 200, 300, 201, 301 in Richtung quer zur Längsrichtung der Rillen 100 zueinander versetzt angeordnet sind, wie dies in Figur 4, auf welche später noch eingegangen wird, gut zu sehen ist.
Wie weiters den Figuren 9, 9a und 11, IIa zu entnehmen ist, ist es günstig, wenn die Rillen 100 zweier benachbarter Holzlagen 20, 21; 30, 31, 32, 33 quer, in einem Winkel α größer als Null zueinander verlaufen, wobei dann die Rillen 100 zweier Holzlagen 30, 32; 31, 33, welche durch eine Holzlage 31; 32 getrennt sind, parallel zueinander verlaufen.
Typischerweise liegt der Winkel α zwischen den Rillen benachbarter Holzlagen zwischen 60° und 120°, vorzugsweise bei 90°.
Hinsichtlich der maschinellen Herstellung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Holzlage 20, 21; 30, 31, 32, 33 aus mehreren, nebeneinander angeordneten länglichen Zuschnitten 60 gebildet ist. Figur 2 zeigt ungehobelte Holzbretter 50, beispielsweise mit einer Dicke von 2 - 3 cm, einer Breite von 8 - 15 cm und einer Länge von ca. 310 - 500 cm.
Zur Bildung der Zuschnitte 60 (Figuren 5, 5a, 6) werden diese Holzbretter 50 gehobelt und an ihrer Ober- und Unterseite in Längsrichtung geschlitzt, sodass sich mit Rillen 100 versehene Holzbretter 51 ergeben (Figur 3, 3a).
Figur 4 zeigt, wie die Rillen 100 der Ober- und Unterseite in Richtung der Breite, also normal zur Längsrichtung der Holzbretter 51, versetzt angeordnet sind, sodass die Rillen tief in der Holz hineingearbeitet sein können.
Die gerillten Holzbretter 51 werden nun abhängig von dem Winkel (90° - ß), unter welchem sie in Bezug auf die Längsrichtung (siehe Pfeil in Figur 6) des Endlos-Holzbauelementes verlegt werden, an ihren beiden Enden schräg abgeschnitten (dabei entsteht Abfall 52), sodass sich die Zuschnitte 60 ergeben (Figur 6).
Zur Bildung einer Holzlage wie in Figur 7 werden nun eine Anzahl von Zuschnitten 60 wie in Figur 8 gezeigt, parallel zueinander und mit ihren Seitenflächen eng aneinander (Oberseite und/oder Unterseite weisen die Vertiefungen/Rillen auf), vorzugsweise aneinander anstoßend aufgelegt. Die einzelnen, geschlitzten Bretter (Zuschnitte) werden mit einem Kleber, z.B. einem PU (Poly-Urethan)-Kleber verklebt.
Nachdem sich die Rillen 100 in Längsrichtung der Zuschnitte 60 (welcher der Längsrichtung der Holzbretter 51 entspricht) erstrecken, sind auch die Rillen unter dem Winkel (90° - ß) zu der Längsrichtung (Produktionsrichtung des Endloselementes) geneigt.
Zur Bildung eines Holzbauelementes 2 wie in Figur 9, 9a gezeigt wird nun eine zweite Lage von Zuschnitten 60 wie in Figur 10 dargestellt aufgelegt, welche unter dem selben Winkelbetrag, aber in Bezug auf die gegenüberliegende Begrenzungsfläche, gegen die Längsrichtung geneigt sind, sodass sich die Zuschnitte 60 bzw. die Rillen 100 der beiden übereinander liegenden Holzlagen 20, 21 unter einem Winkel a, der ungleich 0° ist,„schneiden", d.h. quer zueinander (diagonal) verlaufen (ein tatsächliches Schneiden ist nicht gegeben, da die Rillen in unterschiedlichen Lagen verlaufen). Die beiden Holzlagen 20, 21 werden wieder miteinander verklebt.
In Figur 9b kann man erkennen, wie die Rillen 100 der unterschiedlichen Holzlagen 20, 21 „diagonal" zueinander wie oben beschrieben verlaufen. Ein Holzbauelement 3 wie in Figur 11 dargestellt ergibt sich dann, indem beispielsweise zwei Elemente 2 aus Figur 9 miteinander verklebt werden, wobei benachbarte Holzlagen diagonale verlaufende Rillen aufweisen. (Auch ein nacheinander folgendes Auflegen einzelner Schichten ist natürlich möglich, bei einer geraden Anzahl von Holzlagen ist aber die oben beschriebene Vorgangsweise effizienter.)
Wenn die Bretter im Winkel von 45° (90° - ß = 45° => ß= 45°) zum Endloselement (Figur 10) verleimt werden und entsprechend die Zuschnitte zweier benachbarter Holzlagen unter 90° zueinander übereinander (z.B. 2- bzw. 4-lagig) angeordnet sind und so zusammengeleimt werden, so hat das Holzbauelement die maximale mechanische Festigkeit und Standsicherheit. Das Holzbauelement wird als Endloselement hergestellt, d.h. das Holzbauelement hat eine gewisse Breite b und Dicke und wird in Hinblick auf seine Längserstreckung (Produktionsrichtung)„endlos" gefertigt und bei der gewünschten Länge 1 des Holzbauelementes abgeschnitten. Beispielhafte Dimensionen sind b = 2,60 - 3,00 m, 1 = max. rund 12 m.
Bei Verwendung des Verbundelementes als Hauswand beispielsweise entspricht die Breite b dann der Höhe der Wand, die Länge 1 der Länge der Wand.
Für das äußere Holzbauelement ergibt sich typischerweise eine Dicke (Höhe) von ca. 5cm (2 Holzlagen) und ca. 10 cm für das innere Holzbauelement 3 (4 Lagen).
Bei einer in der Praxis bevorzugten Breite des Holzbauelementes ist dazu eine maximale Brettlänge der Zuschnitte von ca. 500 cm notwendig. Stehen nur kürzere Bretter (Minimum 310cm bei der bevorzugten Breite) zur Verfügung, kann in der Fertigungsstraße das Element genauso produziert werden, der Winkel der Bretter zueinander muss dann aber zwischen 30° - 60° angeordnet werden. Dadurch verändert sich auch der Winkel zwischen benachbarten Holzlagen (60° - 120°), wodurch die mechanische Festigkeit des Holzelementes verringert wird. Auf diese Weise kann aber auch die Festigkeit über das Holzbauelement gezielt gesteuert werden.
In einem nächsten Arbeitsschritt wird auf die Innenseite (die in einem Gebäude nach Innen gerichtete Seite) des inneren Holzbauelementes 3 eine Vliesschicht 70 (Figur IIa) aufgebracht (aufkaschiert), welche eine Dampf bremsende Wirkung aufweist. Auf die Außenseite des äußeren Holzbauelementes 2 wird eine diffusionsoffene Vliesschicht 71 (Figur l)aufgebracht.
Anschließend werden das äußere und das innere (in der Regel ebene) Holzbauelement in gewünschtem Abstand a (beispielsweise ca. 15 cm) vorzugsweise parallel zueinander positioniert, z.B. mittels einer entsprechenden Maschine in Position gehalten (Figuren 13, 13a), und der Zwischenraum wird mit dem Füllmaterial (z.B. PU-Schaum) ausgefüllt (ausgeschäumt). Es ergibt sich bei dem gezeigten Beispiel somit eine Wandstärke von ca. 30 cm (Figuren 14, 14a).
Das Ausschäumen erfolgt beispielsweise im Doppelband (Endlosprozess), d.h. es laufen in zwei Bänder parallel.
Der Schaum füllt auch die ihm zugewandten Rillen 100 der jeweils innersten Holzlagen 20, 33 aus, wodurch sich eine äußerst starke Verzahnung des Füllmaterials 4 mit den Holzbauelementen 2, 3 ergibt, während die anderen Rillen nicht mit Füllmaterial gefüllt sind.
Um die Holzstruktur nicht zu schwächen ist es von Vorteil, wenn in dem Füllmaterial 4 Kanäle, Leerräume und dergleichen für Installationen etc. vorgesehen sind. Auch im Sinne einer einfachen Herstellbarkeit ist dies eine bevorzugte Variante.
Z.B. können Platzhalter (Rohre) vor dem Ausschäumen eingelegt werden oder nach dem Ausschäumen Kanäle in das Füllmaterial gefräst oder gebohrt werden.
Abschließend werden die Außenflächen der Verbundelemente mit einem diffusionsoffenen Verputz, z.B. einem Kunstharz- bzw. Silikonharzputz verputzt, die Wandinnenseiten und Deckenuntersichten werden gespachtelt und beschichtet.
Bei dem erfindungsgemäßen Verbundelement handelt es sich um ein selbst tragendes, hoch Wärme dämmendes Leichtbau-Boden-, -Wand- und -Deckenelement, welches insbesondere für den Einsatz im Fertigteilhausbau geeignet ist.
Das Verbundelement ist in Sandwich-Bauweise hergestellt. Es benötigt keine tragenden Einsätze, Verstärkungen etc., da das Verbundelement in seiner Gesamtheit, d.h. durch seinen Verbund aus innerem und äußerem Holbauelement mit dem Füllmaterial tragend ausgebildet ist.
In einem Verbundelement werden dann je nach Bedarf Öffnungen für Fenster, Türen etc. vorgesehen, in welchen entsprechend vor der Montage der Verbundelemente zu einem Gebäude Fenster, Türen etc. angebracht werden. Diese Elemente (Fenster, Türen, ...) können natürlich auch, wenn dies günstiger ist, erst nach der Montage der Verbundelemente zum Gebäude montiert werden.
Von besonderem Vorteil ist es insbesondere, wenn beide Holzbauelemente jeweils an ihrer an das Füllmaterial angrenzenden Seite Vertiefungen aufweisen, wobei die Vertiefungen in den an das Füllmaterial angrenzenden Seiten ebenfalls mit dem Füllmaterial ausgefüllt sind, wobei zumindest eines, vorzugsweise jedes der Holzbauelemente jeweils aus zumindest zwei Holzlagen aufgebaut ist, und wobei zumindest eine der Holzlagen jedes Holzbauelementes, welches aus zumindest zwei Holzlagen aufgebaut ist, zumindest bereichsweise und an beiden Seiten mit Vertiefungen versehen ist, wobei jene an das Füllmaterial angrenzende Holzlage eines Holzbauelementes zumindest an ihrer dem Füllmaterial zugewandten Seite Vertiefungen aufweist, oder zwei oder mehrere Holzlagen jedes Holzbauelementes, welches aus zumindest zwei Holzlagen aufgebaut ist, zumindest bereichsweise und an zumindest einer Seite mit Vertiefungen versehen sind, wobei jene an das Füllmaterial angrenzende Holzlage eines Holzbauelementes zumindest an ihrer dem Füllmaterial zugewandten Seite Vertiefungen aufweist.
Durch das Ausschäumen wird außerdem ein Verkleben des Füllmaterials mit den Holzbauelementen vermieden, was eine einfachere und raschere Herstellung der Verbundelemente ermöglicht.
Insbesondere ist es bei der vorliegenden Erfindung von Vorteil, wenn zumindest eines, vorzugsweise jedes, der Holzbauelemente jeweils aus zumindest zwei Holzlagen aufgebaut ist, wobei in jedem Fall die dem Füllmaterial zugewandte Holzlage zumindest an ihrer dem Füllmaterial zugewandeten Seite Vertiefungen (zumindest bereichsweise) aufweist, vorzugsweise diese Holzlage aber an beiden Seiten Vertiefungen aufweist.
Außerdem ist es noch günstig, wenn eine oder mehrere der weiteren Holzlagen, vorzugsweise alle, an zumindest einer Seite, vorzugsweise an beiden Seiten, (zumindest bereichsweise) Vertiefungen aufweisen.
Figur 15 zeigt ein erstes erfindungsgemäßes Verbundelement in Form eines Holzmauersteins la Der Holzmauerstein la besteht aus einem äußeren Holzbauelement 2a sowie in einem Abstand dazu aus einem inneren Holzbauelement 3a, wobei zwischen den beiden Holzbauelementen 2a, 3a ein Füllmaterial 4a angeordnet ist.
Bei der in Figur 15 gezeigten Variante eines Holzmauersteines weisen die Holzbauelemente 2a, 3a keine Rillenstruktur auf, wie diese in einer noch vorteilhafteren Ausgestaltung, die in Figur 16 gezeigt ist, vorgesehen ist.
Figur 16 zeigt einen Holzmauerstein la' mit im Grunde gleichem Aufbau wie der Holzmauerstein la aus Figur 15, mit dem Unterschied, dass der Holzmauerstein la' in Figur 16 Rillen 100 in den Holzbauelementen 2a, 3a aufweist. Diese Rillen 100 sind insbesondere an den dem Füllmaterial 4a zugewandten Flächen der Holzbauelemente 2a, 3a wichtig, von besonderem Vorteil ist aber, wenn die Holzbauelemente 2a, 3a eine Rillenstruktur wie in Figur 16 dargestellt aufweisen. Auf diese Rillenstruktur wurde im Detail bereits in den Figuren 1 - 14a näher eingegangen.
Ein Holzmauerstein wie in Figur 15, 16 dargestellt weist typische Abmessungen wie folgt auf: Breite zb = 45 cm, Höhe zh = 30 cm und Dicke zd = 30 cm. Diese Angaben sind aber nur beispielhaft zu sehen und sollen die ungefähre Größe eines Holzmauersteines, welche in etwa jener eines herkömmlichen Ziegels entspricht (abgesehen u.U. von der Dicke), veranschaulichen. Grundsätzlich sind aber beliebige Größen des Holzmauersteines möglich, über die Dicke zd, insbesondere über die Dicke des Füllmaterials (Dämmmaterial) lassen sich auch die Dämmeigenschaften des Holzmauersteines beeinflussen.
Ein erfindungsgemäßer Holzmauerstein la, la' wird nun in der Regel aus einem (großen) Verbundelement 1, wie dieses in Figur 1 dargestellt ist, hergestellt, z.B. herausgeschnitten. Ein typisches, in Figur 1 dargestelltes Verbundelement 1 hat Abmessungen in Hinblick auf Länge und Höhe von jeweils einigen Metern (2,6 m - 3 m Höhe, Länge bis zu 12 Meter). Der erfindungsgemäße Holzmauerstein wird aus einem solchen (großen) Verbundelement 1 mit den gewünschten Abmessungen herausgeschnitten, wobei die Dicke des Holzmauersteines dann der Dicke des Verbundelementes 1 entspricht.
Die Verbundelemente 1 werden z.B. als Wandelemente für Fertigteilhäuser verwendet. Besonders günstig ist es in diesem Zusammenhang in Hinblick auf Herstellungskosten und Umweltschutz, wenn die Mauersteine aus Abfall, welcher beim Herausschneiden von Öffnungen für Fenster und Türen aus dem Verbundelement 1 anfällt, herausgeschnitten werden.
Natürlich können die Holzmauersteine auch direkt in den gewünschten Dimensionen ohne den Umweg über ein großes Verbundelement 1 hergestellt werden, auch wenn der„Umweg" über die größeren Verbundelemente 1 in der Regel der wesentlich günstigere Weg ist.
Beim Errichten einer Mauer unter Verwendung von erfindungsgemäßen Holzmauersteinen werden diese in bekannter Weise wie bei Verwendung von Ziegeln in Reihen übereinander aufgeschlichtet. Die Holzmauersteine werden untereinander mit einem geeigneten Kleber, der vorzugsweise dünn aufgetragen wird, vollflächig und allseitig miteinander verklebt, d.h. die Holzmauersteine werden nicht nur nach oben und unten hin miteinander verklebt, sondern auch an den seitlichen Flächen. Durch die vollflächige und allseitige Verklebung können Wärmebücken zuverlässig vermieden werden.
Abschließend wird die Wand in bekannter Weise an der Außenseite verputzt, die Wandinnenseiten werden z.B. in bekannter Weise gespachtelt und beschichtet.
Bei dem erfindungsgemäßen Holzmauerstein handelt es sich um ein hoch Wärme dämmendes Leichtbau-Element, welches in Sandwich-Bauweise hergestellt ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verbundelement (1), umfassend ein äußeres Holzbauelement (2) sowie in einem Abstand dazu ein inneres Holzbauelement (3), wobei zwischen den beiden Holzbauelementen (2, 3) ein Füllmaterial (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Holzbauelemente (2, 3) jeweils an ihrer an das Füllmaterial (4) angrenzenden Seite (200, 300) Vertiefungen (100) aufweisen, und wobei die Vertiefungen (100) in den an das Füllmaterial (4) angrenzenden Seiten (200, 300) ebenfalls mit dem Füllmaterial (4) ausgefüllt sind.
2. Verbundelement (1), umfassend ein äußeres Holzbauelement (2) sowie in einem Abstand dazu ein inneres Holzbauelement (3), wobei zwischen den beiden Holzbauelementen (2, 3) ein Füllmaterial (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der von den beiden Holzbauelementen (2, 3) begrenzte Zwischenraum (90) mit dem Füllmaterial (4) ausgeschäumt ist, welches schaumartige Füllmaterial (4) nach dem Ausschäumen die beiden Holzbauelemente (2, 3) miteinander verbindet.
3. Verbundelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Holzbauelemente (2, 3) jeweils an ihrer an das Füllmaterial (4) angrenzenden Seite (200, 300) Vertiefungen (100) aufweisen, und wobei die Vertiefungen (100) in den an das Füllmaterial (4) angrenzenden Seiten (200, 300) ebenfalls mit dem Füllmaterial (4) ausgefüllt sind.
4. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines, vorzugsweise jedes, der Holzbauelemente (2, 3) jeweils aus zumindest zwei Holzlagen (20, 21; 30, 31, 32, 33) aufgebaut ist, und wobei zumindest eine der Holzlagen (20, 21; 30, 31, 32, 33) jedes Holzbauelementes (2, 3) zumindest bereichsweise und an zumindest einer Seite mit Vertiefungen (100) versehen ist, und wobei jene an das Füllmaterial (4) angrenzende Holzlage (20, 33) eines Holzbauelementes (2, 3) zumindest an ihrer dem Füllmaterial (4) zugewandten Seite (200, 300) Vertiefungen (100) aufweist.
5. Verbundelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Holzlage (20, 21; 30, 31, 32, 33) auf beiden Seiten (200, 300, 201, 301) Vertiefungen (100) aufweist.
6. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (100) über die gesamte Fläche einer Seite (200, 300, 201, 301) einer Holzlage (20, 21; 30, 31, 32, 33) bzw. den dem Füllmaterial zugewandten Seiten der Holzbauelemente angeordnet sind.
7. Verbundelement nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Holzlagen (20, 21; 30, 31, 32, 33) auf zumindest einer, vorzugsweise auf beiden Seiten (200, 300, 201, 301), Vertiefungen (100) aufweist.
8. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen als im Wesentlichen zueinander parallele Rillen (100) in den Holzbauelementen (2, 3), insbesondere in den Holzlagen (20, 21; 30, 31, 32, 33) ausgebildet sind.
9. Verbundelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Rillen (100) auf beiden Seiten einer Holzlage (20, 21; 30, 31, 32, 33) die Rillen (100) auf beiden Seiten (200, 300, 201, 301) gleichgerichtet zueinander verlaufen.
10. Verbundelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (100) in den beiden Seiten (200, 300, 201, 301) in Richtung quer zur Längsrichtung der Rillen (100) zueinander versetzt angeordnet sind.
11. Verbundelement nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (100) von zumindest einer Holzlage quer, in einem Winkel (oc) größer als Null zu den Rillen einer anderen Holzlage verlaufen.
12. Verbundelement nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (100) zweier benachbarter Holzlagen (20, 21; 30, 31, 32, 33) quer, in einem Winkel (oc) größer als Null zueinander verlaufen.
13. Verbundelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (a) zwischen den Rillen benachbarter Holzlagen zwischen 60° und 120° liegt.
14. Verbundelement nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (100) zweier Holzlagen (30, 32; 31, 33), welche durch eine Holzlage (31; 32) getrennt sind, parallel zueinander verlaufen.
15. Verbundelement nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Holzlage (20, 21; 30, 31, 32, 33) aus mehreren, nebeneinander angeordneten länglichen Zuschnitten (50, 60) gebildet ist, wobei im Falle von Rillen (100) alle Zuschnitte (60) einer Holzlage parallel verlaufende Rillen aufweisen.
16. Verbundelement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rillen (100) in Längsrichtung der Zuschnitte (60) erstrecken.
17. Verbundelement nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschnitte (60) benachbarter Holzlagen (20, 21; 30, 31, 32, 33) quer, in einem Winkel (oc) größer als Null zueinander verlaufen, wobei der Winkel zwischen den Zuschnitten (60) benachbarter Holzlagen (20, 21; 30, 31, 32, 33) zwischen 60° und 120° liegt.
18. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (4) als Dämmmaterial ausgebildet ist.
19. Verbundelement nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Füllmaterial (4) Kanäle, Leerräume und dergleichen für Installationen etc. vorgesehen sind.
20. Holzmauerstein (la, la'), gebildet aus einem Verbundelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 bzw. gebildet aus einem Teil eines Verbundelementes (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19.
21. Verwendung eines Verbundelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 19 für Wände, Decken, Böden oder Bedachungen von Bauwerken.
22. Verwendung eines Holmauersteines nach Anspruch 20 für Wände von Bauwerken.
23. Bauwerk, bei welchem zumindest eine Wand und/oder zumindest eine Decke und/ oder zumindest ein Boden und /oder zumindest eine Bedachung zumindest teilweise mittels zumindest eines Elementes nach einem der Ansprüche 1 bis 19 gebildet ist.
24. Bauwerk, bei welchem zumindest eine Wand zumindest teilweise mittels mehrerer Holzmauerstein (la, la') nach Anspruch 20 gebildet ist.
25. Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes, umfassend die folgenden Schritte:
*) Positionieren von zwei Holbauelementen (2, 3) in einem Abstand zueinander,
*) Ausschäumen des von den beiden Holzbauelementen (2, 3) gebildeten Zwischenraums (90) mit einem schaumförmig vorliegenden Füllmaterial (4),
*) Aushärten des Füllmaterials (4).
26. Verfahren zur Herstellung eines Holzmauersteines (la, la'), umfassend die folgenden Schritte:
a) Positionieren von zwei Holbauelementen (2, 3) in einem Abstand zueinander, b) Ausschäumen des von den beiden Holzbauelementen (2, 3) gebildeten Zwischenraums (90) mit einem schaumförmig vorliegenden Füllmaterial (4),
c) Aushärten des Füllmaterials (4),
d) Ausschneiden von einem oder mehreren Holzbausteinen (la, la') aus dem mittels der Schritte a) -c) gebildeten Verbundelementes (1).
27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einbringen des Füllmaterials (4) an den dem Zwischenraum (90) zugewandten Seiten (200, 300) der beiden Holzbauelemente (2, 3) Vertiefungen, vorzugsweise in Form von Rillen (100), angebracht werden, welche beim Ausschäumen des Zwischenraumes (90) mit ausgeschäumt werden.
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