DE9006844U1

DE9006844U1 - Konstruktionselement aus einem Holzstab

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Priority date: 1990-06-19
Filing date: 1990-06-19
Publication date: 1990-08-30
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Also published as: DE59100575D1; EP0462597B1; EP0462597A1; ATE97185T1

Description

Konstruktionselement aus einem Holzstab

Die Erfindung betrifft ein Konstruktionselement aus einem Holzstab, der an einer Stirnseite mit versehen ist, an die ein Be«ehrungsstäbe Kunststoffblock angegossen ist.

Ein derartiges Konstruktionselement ist bekannt (DE-GM 89 09 *80>. Der Holzstab kann aus einem einzelnen Langfsoiz oder aiu ^ehr-^en mitsisander verleimten Langhölzern bestehen. Die *"snehmungen an der Stirnseite

h; k?-nen pyr ^idanförraig ausgebi?iet sein. Sie sollen die Verbindunüsf 1 äche zwischen '-?',·** un* Kunststoff vergrößern. In die Stirnseite des Holzstabei sind Bohrungen eingebracht, welche die Bewehrungsstäbe aufnehmen, die in den kunststoffblock eingebettet sind und sich darüber hinauserstrecken. Die Bewehrungsstäbe können aus Glasfaser-Kunststoff, Kohlenfaser-Kunststoff, Edelstahl oder dergleichen bestehen. Die freien Enden der Bewehrungsstäbe dienen zum Anschluß an andere Bauteile, oder sie werden 1n Betonfundamente eingegossen und Übertragen Kräfte und Momente aus dem Holzstab auf diese Bauteile oder Fundamente. Insbesondere wenn der Holzstab als Mast oder dergleichen ausgebildet und auf einem Betonfundament angeordnet 1st, schützt der Kunststoffblock das Holz vor aufsteigender Feuchtigkeit. Das Insoweit bekannte Konstruktionselement hat sich an sich bewährt, es 1st aber sowohl im Hinblick auf seine konstruktive Gestaltung als auch 1m Hinblick auf seine Herstellung verbesserungsfähig.

Aufgabe der Erfindung 1st es, bei einem Konstruktionselement der eingangs beschriebenen Gattung die Verankerung

zwischen Holz und Kunststoff zu verbessern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ausnehmungen von zwei dachartigen, sich kreuzenden Einschnitten an der Stirnseite gebildet sind, daß die Bewehrungsstäbe und der Kunststoffblock sich bis in die Einschnitte erstrtcken_s und daß in den K-- suStof fb icsck matrixbildende Füllkörper eingebettet sind. - Die dachartigen und sich kreuzenden Einschnitte ermöglichen nicht nur einen großflächigen Anschluß des Kunststoffblockes an den Holzstab, sondern sie ermöglichen eine besonders günstige Übertragung von Kräften und Momenten zwischen Holzstab und Kunststoffblock, weil praktisch alle Fasern des i·:&ogr; 12-Stabes großflächig an den Kunststoffblock angebunden sind Dazu sollten sich die Einschnitte insbesondere über eine Länge des Holzstabes erstrecken, die größer ist als die größte Breite des Holzstabes. Vorzugsweise sollten sich die Einschnitte über eine Länge erstrecken, die der doppelten Breite des Holzstabes entspricht. Die Firste der Einschnitte sollen sich parallel zu den Seiten des Holzstabes erstrecken.

Es genügt, wenn die Bewehr;.«ngsstäbe sich bis in die Einschnitte erstrecken. Dann kann auf gesonderte, die Bewehrungsstäbe aufnehmende Bohrungen an der Stirnseite des Holzstabes verzichtet werden. Für die Übertragung von Kräften und Momenten ist es günstig, wenn die Bewehrungsstäbe in den äußeren Bereichen der Einschnitte angeordnet sind.

Die Matrix aus den Füllkörpern stabilisiert den Kunststoff und verbessert die Verankerung des Kunststoffes arr Holz sowie auch die Verankerung der Bewehrungsstäbe 1m Kunststoff. Vorzugsweise sollen die Füllkörper so ausgebildet sein, daß sie sich untereinander verhaken können und damit auch Zugkräfte übertragen können. Insbesondere

kann die Matrix aus Füllkörpern in Form von Tetrapoden | bestehen. ■

Ein Verfahren zum Herstellen dieses Konstruktionseiemen-

3 tes ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Holzstab stirn- j seitig mit dachartigen, sich kreuzenden Einschnitten versehen wird, daß der Holzstab zumindest mit seiner eingeschnittenen Stirnseite in eine Form gelegt wird, daß eis in die Einschnitte rsichende Bewehrungsstäbe in die Form eingeführt werden, daß der Formraum und die E1nsrhn1tte mit matrixbildenden Formkörpern gefüllt werden und daß die Form und die Einschnitte dann mit Kunststoff vergossen werden. Die Einschnitte können durch Sägen oder Fräsen hergestellt werden. Um die Oberfläche im Bereich der Einschnitte zu vergrößern, tonnen die Innenflächen der Einschnitte gesandstrahlt werden. Das hat darüber hinaus den Vorteil, daß die weicheren HolzbestondteiIe (Sommerringe) abgetragen werden, während die härten Holzbestandteile (Winterringe) als Rippen oder dergleichen stehenbleiben und vom Kunststoff umgössen werden. Auf die Innenflächen der Einschnitte kann ein Primer, insbesondere auf Resorcinbasis, aufgetragen werden, um die Anbindung des Kunststoffes an das Holz zu verbessern.

Da ein Primer in der Regel flüchtige Bestandteile, z.B. Wasser, Formaldehyd oder dergleichen, enthält, kann es vorteilhaft sein, wenn die matrixbildenden Füllkörper in erwärmtem Zustand in die Form gegeben werden, um das Aushärten und Abbinden des Primers zu beschleunigen.

Insbesondere können die matrixbildenden Füllkörper mit einer Temperatur von maximal 150° C in die Form gegeben werden. Mit dem Abbinden und Aushärten des Primers werden auch die an den Innenflächen der Einschnitte anliegenden Füllkörper an die Innenflächen angebunden.

Je nach Art des für den Kunststoffblock zu verwendenden Kunststoffes kann es zweckmäßig sein, den Formraum auf einer zum Gießen des Kunststoffes geeigneten Temperatur zu halten. Das gilt insbesondere dann, wenn Zwei-Komponenten-Reaktionsharze verwendet werden. Zum Erwärmen und Aufrechterhalten der Temperatur kann Heißluft in den Formraum eingeblasen werden. Wird der Kunststoff dann in den erwärmten Formraum gegossen, verteilt er sich gleichmäßig und hlasenfrei auch um die dort befindlichen Füllkörper. Nach dem Erkalten und Aushärten des Kunststoffes kann das Konstruktionselement aus der Form entnommen werden.

Bei der Herstellung des Konstruktionselementes kann mit üblichen Formen gearbeitet werden. Zweckmäßig ist die Verwendung von Formen, deren eines Ende FUhrungsöffnungen für die Bewehrungsstäbe aufweist, so daß die Bewehrungsstäbe in Längsrichtung des Holzstabes in die Form und bis in die Einschnitte eingeführt werden können. Dazu kann mit einem verlorenen Formteil gearbeitet werden, welches Führungsöffnungen aufweist. Man kann aber auch mit einem vorgefertigten Kunststoffblock arbeiten, der FUhrungsöffnungen aufweist und der anschließend Teil des Kunststoffblockes am fertigen Konstruktionselement ist.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine geöffnete Form zur Herstellung eines Konstruktionselementes aus einem holzstab und einem an eine Stirnseite anschließenden Kunststoffblock,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Holzstabes,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das fertige Konstruktionselement,

Fig. 4 in kleinerem Maßstat) eine Draufsicht auf ein anderes Bewehrungselement.

In der Zeichnung erkennt man das stirnseitige Ende eines in Holzstäbss ! , der einstückig sein kenn oder 3U^C n?^ehrer?P; miteinander verleimten Holzstäben bestehen kann. Eine Stirn seite 2 des Holzstabes 1 weist zwei sich rechtwinklig kreuzende Einschnitte 3, 4 auf, deren Firste 5, 6 sich parallel zu den Seiten des Holzstabes 1 mit quadratischem Querschnitt erstrecken. Die Länge der Einschnitte 3, 4 ist etwa doppelt so groß wie die Breite des Holzstabes 1.

Der Holzstab 1 wird in eine Form 7 gelegt, deren Querschnitt der Querschnittsform des Holzstabes 1 entspricht.

Bei der dargestellten Ausführung ist die Form 7 an dem dem Holzstab 1 abgewandten Ende mit einem verlorenen Formteil 8 geschlossen, welches Flihrungsöffnungen für Bewehrungsstäbe 10 aufweist. Die Flihrungsöffnungen 9 sind so angeordnet, daß die dadurch eingeführten Bewehrungsstäbe 10 sich in den äußeren Bereichen der Einschnitte 3, 4 bis nahe an deren Firsten 5, 6 erstrecken können. In Figur 2 ist die Anordnung der Bewehrungsstäbe 10 mit strichpunktierten Linien angedeutet.

Bevor der Holzstab 1 in die Form 7 eingelegt wird, werden die Innenflächen der Einschnitte 3, 4 gcsandstrahit oder mit einer Stahlbürste gebürstet, wobei die weicheren Holzbestandteile (Sommerringe) abgetragen werden und die härteren Bestandteile (Winterringe) rippenartig stehenbleiben.

Vor oder nach dem Einsetzen des Holzstabes in die Form 7 wird dann auf die Innenflächen der Einschnitte 3, 4 ein Primer auf Resorcinbasis aufgetragen, um die Anbindung des später in die Forrs 7 einzugießenden Kunststoffes an das Holz zu verbessern.

Nachdem der Holzstab 1 in die Form 7 eingelegt ist, werden die Bewehrungsstäbe 10 durch die Führiingsöf f nungen 9 in die Form so weit eingeführt, bis sie sich soweit wie möglich in die Einschnitte 3, 4 erstrecken. Dann werden in die Form 7 Füllkörper 11 eingefüllt, die eine Matrix bilden. Diese Matrix ist durch Schraffur in Figur 1 angedeutet. Die Form der Füllkörper 11 ist an sich beliebig, wenn sie nur geeignet sind, eine Matrix, die in bestimntem Umfang auch Zugkräfte übertragen kann, zu bilden.

Vorzugsweise können die Füllkörper 11 aus Tetrapocien bestehen. Diese Füllkörper 11 werden mit einer Temperatur von maximal 150° in die Fo^m 7 gefüllt, damit durch die freiwerdende wärme die Inr ,iflächen der Einschnitte 3, 4 und auch die Bewehrungsslabe 10 vorgewärmt werden. Glsichzeitig soll durch die freiwerdende Wärme das Abbinden bzw. Aushärten des Primers beschleunigt werden. Zumindest die an den Innenflächen der Einschnitte 3, 4 anliegenden Füllkörper 11 werden beim Aushärten des Primers auch an die zugeordneten Bereiche der Innenfläche angebunden.

Je nach Art des zu vergießenden Kunststoffes ist es zweckmäßig, den mit Füllkörpern 11 gefüllten Formraum auf eine zum Gießen des Kunststoffes geeignete Temperatur zu bringen bzw. zu halten. Das kann durch Einblasen von Heißluft erfolgen. Wenn der Formraum und auch die Innenseiten der Einschnitte 3, 4 sowie die Bewehrungsstäbe 10 die gewünschte Temperatur aufweisen, kann Kunststoff, vorzugsweise ein Reaktionsharz, in den Fc * jum gegossen werden, der sämtliche Zwischenräume zwischen den Füllkörppm 11 ausfüllt, die Bewehrungsstäbe 10 umschließt und auch die Räume der Einschnitte 3, 4 vollständig ausfüllt. Nach dem Erkalten und Aushärten des Kunststoffes entsteht ein an die eingeschnittene Stirnseite 2 des Holzstabes fest angeschlossener Kunststoffblock 12, über den die

freien Enden 13 der Bewehrungsstäbe 10 vorstehen. Diese freien Enden 13 werden an weitere Bauteile angeschlossen oder in ein Betonfundament eingegossen. Es versteht sich, daß Anordnung und Anzahl der Bewehrungsstäbe 10 auch anders sein können als im Ausführungsbeispiel dargestelIt.

In Figur 4 ist ein Bewehrungselement dargestellt, dessen Bewehrungsstäbe als Flachstäbe 14 ausgebildet sind.

Die Ebenen der Flachstäbe 14 stehen senkrecht aufeinander. Die Flachstäbe 14 weisen sich verjüngende Enden auf, die in die Einschnitte 3, 4 eingreifen. An den anderen Enden sind die Flachstäbe 14 zu einem Verankerun^stei1 vereinigt, das über den Kunststoffblock 12 vorsteht und vorzugsweise zur Verankerung des Konstruktionselementes in gewachsenem oder losem Erdreich bestimmt ist. Im Bereich des Verankerungsteils 15 sind die Flachstäbe 14 durch senkrecht zur Ebene der Flachstäbe angeordnete Versteifungen 16 miteinander vereinigt. Das Bewehrungselement kann aus Metall oder auch aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt sein.

Claims

Or Ing. Uwe Niemann '_: · ·· · ;' ·'··'AfeorÄstrafJe41. 4300 Essen 1

Patentanwalt "··" *** '·*" ' "Telefon (0201)471303

Telefax (02 01) 47 08 76

^r Patentanwalt Dr.-Ing U. Niemarn. Ahofnsir. 41.4300 Essen t 1

Ihr Zeichen Mein Zeichen sO 085 Oetum

Betf.:ürsus Im; 'ill ien- und V'.?rwaltungsgesel 1 schaft mbH, Am Heller 25, 5902 Netphen

Ansprüche

1. Konstruktionselement aus einem Holzstab, der an einer Stirnseite mit Ausnehmungen versehen ist, an die ein Bewehrungsstäbe umfassender Kunststoffblock angegossen ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen von zwei dachartigen, sich kreuzenden Einschnitten (3, 4) an der Stirnseite (2) gebildet sind, daß die Bewehrungsstäbe (10) und der Kunststoffblock (12) sich bis in die Einschnitte (3, 4) erstrecken und daß in den Kunststoffblock (12) matrixbildende &Ggr; Füllkörper (11) eingebettet sind.
2. Konstruktionselement nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (3, 4) -Ich über eine Länge des Holzstabes (1) erstrecken, die größer ist als die größte Breite des Holzstabes (1).
3. Konstruktionselement nach Anspruch 1 ode» 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte (3, 4) sich über eine Länge erstrecken, die der doppelten Breite des Holzstabes (1) entspricht.

Dresdner Bink Essen /BLZ 36CiOOBOj 401 till) Poittyri &«eh.<BLZ 36010043) KIo-Nf. 1921 54-430
4. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Firste {5, 6) der Einschnitte (3, 4) sich parallel zu den Seiten des Holzstabes (1) erstrecken.
5. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungsstäbe (10) in den äußeren Bereichen der Einschnitte (3, 4) angeordnet sind.
6. Konstruktionselement nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix

('} aus Füllkörper?- .71) in &Ggr; jrm von Tetrapoden besteht.
7. £<j;istruktionse lement nact. Einern üe- Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrungsstäbe als Fiachstäbe &Pgr;4; u-sgeL. ldet sind, die außerhalb des Holzstabes (1) zu einem Verankerungsteil (15) verbunden sind, wobei die Flachstäbe (14) spitz auslaufende, in die Einschnitte (3, 4) eingreifende Enden aufweisen und im Bereich des Verankerungsteils (15) durch senkrecht der Ebene der Flachstäbe (14) angeordnete Verstelfungen (16) verbunden sind.