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Die
Erfindung betrifft einen Verbindungsbeschlag entsprechend dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 oder 5.
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Solche
Verbindungsbeschläge
kommen in unterschiedlichsten Ausführungen zum Einsatz, wobei
es im Wesentlichen darum geht zwei Bauteile miteinander zu verbinden.
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Ein
Verbindungsbeschlag ist beispielsweise aus der
EP 1 122 372 A1 bekannt.
Der Stützkörper dieses
Verbindungsbeschlages ist in eine Sackbohrung eines Holzpfostens
eingelassen und mittels Holzschrauben, die sich unter einem Winkel
von 45° zur
Längsachse
des Pfostens erstrecken, festgelegt.
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Als
Anschlusselement ist ein in den Stützkörper eingedrehter Bolzen vorgesehen,
der beispielsweise in ein Betonfundament eingegossen ist und mit dem
der Holzpfosten starr am Untergrund befestigt ist.
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Der
Stützkörper weist
zur Führung
der Holzschrauben Durchgangsbohrungen auf, durch die die Holzschrauben
gesteckt sind. Dabei liegen die Holzschrauben mit ihrem jeweiligen
Schaft an der Wandung der Durchgangsbohrungen an.
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Allerdings
ist mit dieser Konstruktion nur die Übertragung von Zugkräften möglich, während auftretende
Druckkräfte
durch die Befestigungsschrauben nicht aufgenommen werden. Der Abtrag
der auftretenden Druckkräfte
erfolgt ausschließlich über den Stützkörper, wobei
die am Grund der Sackbohrung liegende, quer zur Lastrichtung sich
erstreckende Fläche
die Stützfläche bildet.
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Entsprechend
der Stützfläche im Zusammenwirken
mit der Belastung tritt eine Flächenpressung
auf, die nach vorgegebenen Bestimmungen ein bestimmtes Maß nicht überschreiten
darf.
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Hierdurch
ergeben sich jedoch hinsichtlich der Dimensionierung sowohl des
Stützkörpers wie auch
des Anschlusselementes Probleme, da zur Einhaltung der vorbestimmten,
für die
Belastung im Hirnholz einzuhaltenden Werte eine entsprechende Stützfläche zur
Verfügung
gestellt werden muss, das heißt,
der Durchmesser des Stützkörpers bzw.
sein Flächenabmaß bei einer
quadratischen oder rechteckigen Ausführungsform, muss entsprechend
groß gestaltet
sein.
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Da
jedoch der zur Verfügung
stehende Platz, um den Stützkörper zu
montieren, beschränkt
ist, ergeben sich bei der Montage der Befestigungsschrauben Probleme
hinsichtlich der Schrägstellung.
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Darüber hinaus
kann das Anschlusselement, also der Gewindebolzen, wegen der genannten
beengten Platzverhältnisse
nicht in dem Maße
wie gewünscht
oder erforderlich dimensioniert sein.
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Der
bekannte Verbindungsbeschlag stellt somit eine nur unbefriedigende
Lösung
hinsichtlich der Belastbarkeit insbesondere hinsichtlich der Aufnahme
von Druckkräften
dar.
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Aber
auch die Einsatzfähigkeit
dieses Verbindungsbeschlages ist eingeschränkt, da aufgrund der nicht
ausreichend ableitbaren Druckbelastung in bestimmten Anwendungsfällen der
Verbindungsbeschlag nicht eingesetzt werden kann.
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Zur
Aufnahme von Druckkräften
ist in der
DE 298
02 951 U1 ein Verbindungsbeschlag vorgeschlagen, bei dem
der Stützkörper aus
einer Metallplatte besteht, die zwei Holzbalken miteinander verbindet, wozu
Spezialschrauben mit Holz- und metrischen Gewindeabschnitten durch
die Platte geführt
sind. Dabei ist das Holzgewinde in die Holzbalken eingedreht, während der
metrische Gewindeabschnitt in ein entsprechendes Innengewinde einer
Durchgangsbohrung der Metallplatte eingreift.
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Diese
Konstruktion ist jedoch zum einen nur mit einem erheblichen Fertigungsaufwand
zu realisieren, da die Spezialschrauben ausschließlich für diesen
Einsatzzweck hergestellt werden müssen. Zum anderen ergeben sich
beim Eindrehen der Schrauben Probleme. Sobald dabei die Schraube
etwas aus der Achse geführt
wird, was im Holzbau im Grunde unvermeidlich ist, kann das metrische
Gewinde nicht in das Innengewinde greifen, zumindest aber nur mit
einer erheblichen Nacharbeit.
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Aus
der
DE 10 2004
014 853 A1 sind zur Aufnahme von Druckkräften selbstschneidende
Schrauben bekannt, deren Gewinde sich jeweils in die Wandung der
im lichten Durchmesser kleineren Durchgangsbohrung des gleichfalls
plattenförmigen
Stützkörpers eingraben.
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Voraussetzung
dafür ist
allerdings, dass das Material des Stützkörpers weicher ist als das der Schrauben,
um so einerseits deren Abreißen
zu verhindern und sie andererseits mit akzeptierbarem Kraftaufwand
eindrehen zu können.
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Ein
solches Material, bspw. Aluminium, ist naturgemäß nur bedingt belastungsfähig, so
dass der Einsatz dieses Verbindungsbeschlages stark eingeschränkt ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbindungsbeschlag
der gattungsgemäßen Art so
weiterzuentwickeln, dass er einfach hestell- und montierbar ist
und seine Belastbarkeit verbessert wird.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Verbindungsbeschlag mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 oder des Anspruchs 5 gelöst, der die des Anspruchs 1
aufweist.
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In
diesem Sinne ausgebildete Verbindungsbeschläge stellen gegenüber solchen
nach dem Stand der Technik eine wesentliche Verbesserung hinsichtlich
der Belastbarkeit und Verwendungsfähigkeit dar.
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Durch
das an das Holzgewinde der Holzschraube angepasste Innengewinde
der Durchgangsbohrung ergeben sich eine ganze Reihe von Vorteilen.
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So
ist das Herstellen des Innengewindes, wie sich gezeigt hat, mit
sehr geringem fertigungstechnischen Aufwand möglich. Da solche Verbindungsbeschläge als Serienartikel
in großen
Stückzahlen
zum Einsatz kommen, kommt diesem Umstand eine erhebliche wirtschaftliche
Bedeutung zu.
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Vor
allem aber die Montage des Stützkörpers gestaltet
sich äußerst einfach.
Hierzu kann die Holzsschraube, die bevorzugt einen zylindrischen
Schaft aufweist, ohne besondere Genauigkeit eingedreht werden. Prinzipiell
wie eine so genannte Maschinenschraube mit metrischem Gewinde.
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Das
Ineinandergreifen der Gewinde führt
zu einer optimalen Drucklastabtragung, die noch dadurch optimiert
wird, dass der Stützkörper aus
einem entsprechend festen Material bestehen kann. Hierzu zählen neben
Metall – auch
Stahl –,
hochfeste Kunststoffe. Denkbar ist, dabei das Innengewinde gleich mit
einzugießen,
was gleichfalls dann erfolgen kann, wenn der Stützkörper aus einem gegossenen Metall besteht.
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Der
Einsatz des neuen Verbindungsbeschlags ist im Grunde universell.
Das heißt,
er kann sowohl an ein Bauteil aus Holz wie auch aus Stein oder Beton
angebracht werden.
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Das
Innengewinde der Durchgangsbohrung, dessen Steigung in jedem Fall
dem Gewinde der Holzschraube entspricht, kann im übrigen unterschiedlich
dazu ausgebildet sein, bspw. als Trapez- oder Rundgewinde.
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Denkbar
ist auch, den Nenndurchmesser des Innengewindes geringfügig kleiner
auszulegen als den Nenndurchmesser der Holzschraube. Bei deren Eindrehen
gräbt sich
dann das Gewinde der Holzschraube in den Grund des jeweiligen Gewindeganges.
Dadurch wird ein besonders fester Halt erreicht. In diesem Zusammenhang
sei bemerkt, dass die Gewindeverbindung nicht passgenau, als spielfrei
sein muss, um die auftretenden Druckkräfte aufnehmen zu können.
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Als
Holzschrauben können
sogenannte Spax-Schrauben Verwendung finden, wobei wesentlich ist,
dass der jeweilige Schaft der Holzschrauben ein über die gesamte Länge oder
nahezu gesamte Länge
durchgehend gleiches Gewinde aufweist.
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Selbstverständlich ist
die Länge
der Durchgangsbohrungen und damit die Dicke des Stützkörpers so
zu wählen,
dass eine ausreichende Gewindelänge
in den Durchgangsbohrungen gegeben ist, so dass die auftretenden
Belastungen, vor allem die Druckbelastungen, ohne Beeinträchtigung
der Schraubverbindung übertragen
werden können.
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Je
nach Erfordernis können
die Holzschrauben senkrecht zum Bauteil, zueinander geneigt verlaufend
oder voneinander fort ausgerichtet angeordnet sein, gegebenenfalls
auch in Kombination. Das heißt
beispielsweise, eine Innen liegende Reihe verläuft zur Längsachse des Holzpfostens hin
ansteigend und eine Außen
liegende Reihe entsprechend entgegengesetzt oder umgekehrt.
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Im
Einführungsbereich
der Holzschrauben sind die Durchgangsbohrungen zweckmäßigerweise mit
einer Senkung versehen, die so tief ausgebildet ist, dass der jeweilige
Schraubenkopf im Stützkörper liegt,
so dass die Einführseite
des Stützkörpers im weitesten
Sinne glattflächig
ist.
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Der
Stützkörper ist
vorzugsweise als Ring ausgebildet, dessen Mittenöffnung mit einem Gewinde versehen
ist, in das ein Anschlusselement, das als Gewindebolzen gestaltet
ist, einschraubbar ist.
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Dieses
Anschlusselement kann mit zusätzlichen
Befestigungsteilen, wie beispielsweise einer Stützplatte versehen sein, die
auf einen Betonsockel oder dergleichen aufschraubbar ist. Denkbar
ist aber auch, das Anschlusselement im Sinne eines Ankers auszubilden,
der in einen Betonsockel eingegossen wird.
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Nach
einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, das Anschlusselement
als Gewindebolzen auszubilden, dessen Endbereiche mit gegenläufigem Gewinde
versehen sind, während
ein dazwischen liegender Bereich im Sinne einer Werkzeugaufnahme
ausgebildet ist, beispielsweise als Mehrkant, zum Angriff eines
Schraubwerkzeuges wie eines Maulschlüssels.
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In
diesem Fall können
zwei Stützkörper zum Einsatz
kommen, von denen jeder an oder in einem mit ihren Seiten zueinander
parallel zueinander verlaufenden Bauteil befestigt ist. Durch die
gegenläufigen
Gewindeabschnitte werden die in den Bauteilen befestigten Stützkörper gegeneinander
gezogen, so dass eine feste Verspannung der beiden Bauteile erfolgt.
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Gemäß Anspruch
5 ist eine Druckplatte vorgesehen, die auf das als Gewindebolzen
ausgebildete Anschlusselement aufgeschraubt sein kann und sich an
der Unterseite, unter Eingriff in den Bereich der Schraubenköpfe abstützt.
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Dabei
werden die Schraubenköpfe
gegen die Kopfaufnahmen, das heißt die Senkungen des Stützkörpers gepresst,
so dass eine beidseitige Relativbewegung zwischen dem Stützkörper und
den Holzschrauben in axialer Richtung ausgeschlossen ist.
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In
diesem Fall ist kein Innengewinde der Durchgangsbohrungen erforderlich,
da die Druckkräfte
von der Druckplatte aufgenommen werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 einen
montierten Verbindungsbeschlag gemäß Anspruch 1 in einer teilweise
geschnittenen Seitenansicht
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2 eine
vergrößerte Schnittdarstellung des
Verbindungsbeschlages nach 1
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3 den
Verbindungsbeschlag in einer schematischen Seitenansicht
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4 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
des Verbindungsbeschlages, ebenfalls in einer schematischen Seitenansicht
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5 einen
Teil des Verbindungsbeschlages in einer geschnittenen Seitendarstellung
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6 eine
Draufsicht auf den Verbindungsbeschlag nach 5
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7 ein
Ausführungsbeispiel
des Verbindungsbeschlages nach Anspruch 5 in einer geschnittenen
Seitenansicht
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In
der 1 ist ein an der Stirnseite eines Holzpfostens 3 befestigter
Verbindungsbeschlag dargestellt, mit einem Stützkörper 1, der mit einer
Holzschraube 4 am Holzpfosten 3 befestigt ist.
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Dieser
Stützkörper 1 weist
eine Durchgangsbohrung 6 auf, die, wie in 2 sehr
deutlich zu erkennen ist mit einem Innengewinde 12 versehen
ist, das dem Außengewinde
der Holzschraube 4 angepasst und vorab, also vor dem Eindrehen
der Holzschraube 4, hergestellt ist, quasi in Konfektion.
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In
der 2 sind unterschiedliche Formen des Innengewindes 12 beispielhaft
gezeigt und zwar als Spitzgewinde 14, als Rundgewinde 13 und
als Trapezgewinde 15. Wesentlich ist, dass die Steigung des
Innengewindes 12 und des Außengewindes 11 der
Holzschraube 4 gleich und deren korrespondierende Durchmesser
ebenfalls gleich oder nahezu gleich sind.
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In
der 3 ist der Stützkörper 1 in
Form eines Ringes mit einem konzentrischen Innengewinde (7)
gestaltet in das ein Anschlusselement 2 in Form einer Gewindestange 2 eingeschraubt
ist.
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Wie
besonders deutlich in der 5 zu erkennen
ist, ist dieser Stützkörper 1 ist
mit Durchgangsbohrungen 6 versehen, die unter einem spitzen Winkel
zur Längsachse
des Holzpfostens 3 verlaufen.
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In
den Durchgangsbohrungen 6 sind in den Pfosten 3 eingedrehte
Holzschrauben 4 geführt,
wobei die Holzschrauben 4 in beiden axialen Richtungen
gesichert in den Durchgangsbohrungen 6, das heißt im Stützkörper 1 gehalten
sind.
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Dabei
sind die Holzschrauben 4 so im Stützkörper 1 angeordnet,
dass sich ein Teil unter einem spitzen Winkel nach außen, also
in die der Längsachse
des Pfostens 3 abgewandte Richtung und ein anderer Teil
in die der Längsachse
zugewandte Richtung erstreckt.
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Der
jeweilige Schaft der Holzschrauben 4 ist über die
gesamte Länge
mit einem gleichen Außengewinde 11 versehen,
das sich nach dem Eindrehen in den Stützkörper 1 in den Pfosten 3 einschraubt,
so dass zwischen dem Stützkörper 1 und
dem Pfosten 3 eine feste Schraubverbindung besteht, durch
die sowohl Zug- wie auch Druckkräfte,
die auf den Pfosten 3 einwirken, aufgenommen werden können.
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Das
Anschlusselement 2, das, wie erwähnt, in den Beispielen nach
den 1 und 7 als Gewindestange ausgebildet
ist, die in eine Gewindebohrung 5 (5) des Stützkörpers 1 eingedreht
ist, kann beispielsweise als Bodenanker dienen oder mit einem anschließbaren,
bauseitig befestigbaren Stützenfuß verbunden
werden.
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Zur
Begrenzung der Einschraubtiefe weist jede Durchgangsbohrung eine
Senkung 8 auf, in der ein Kopf der Holzschraube 4 angeschlagen
einliegt.
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Bei
dem in der 4 gezeigten Beispiel sind zwei
Holzpfosten 3, die mit ihren Stirnseiten zueinander angeordnet
sind, durch zwei, jeweils in diese Stirnseiten eingelassene Stützelemente 1 miteinander
verbunden.
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Dabei
greift ein Anschlusselement 2 in beide Stützelemente 1 ein,
die ebenso mit einem gegenläufigen
Gewinde versehen sind, wie das als Gewindebolzen ausgebildete Anschlusselement 2,
das im übrigen
außenseitig
als Sechskant gestaltet ist, zum Angriff eines Werkzeuges, beispielsweise
eines Maulschlüssels,
mit dem die beiden Stützelemente 1 und
damit die beiden Pfosten 3 gegeneinander verspannbar sind.
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Eine
Ausführungsvariante
gemäß Anspruch 5
ist in der 7 dargestellt. Hierbei ist ein
auf das Anschlusselement 2 aufgeschraubter Druckring 9 vorgesehen,
der auf der dem Pfosten 3 abgewandten Stirnseite des Stützelementes 1 an
diesem anliegt und dabei die Köpfe 7 der
Holzschrauben 4 in die jeweils zugeordnete Senkung 8 einpresst
bzw. darin hält.
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Dazu
weist der Druckring 9 eine umlaufende, an den Verlaufswinkel
der Durchgangsbohrungen 6 angepasste Ringfläche 10 auf,
die in einer entsprechenden Ringnut des Stützelementes 1 einliegt
und so gegen die Holzschrauben 4 verspannt, dass eine Relativverschiebung
zwischen dem Stützelement 1 und
den Holzschrauben 4 ausgeschlossen ist.
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Um
den Druckring 9 in der in der 4 gezeigten
Art und Weise verwenden zu können,
ist der Druckring 9 quer zur Mittelachse spiegelsymmetrisch ausgebildet,
wobei dann das Innengewinde, ebenso wie das Anschlusselement 2 mit
gegenläufigen
Gewinden versehen sind.
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Bei
dem in der 7 gezeigten Beispiel sind die
Durchgangsbohrungen 6 glattwandig ausgebildet, jedoch in
ihrem Durchmesser so gehalten, dass eine exakte Führung der
Holzschrauben 4 beim Eindrehen in den Pfosten 3 bzw.
beim Einstecken in die Durchgangsbohrungen 6 gewährleistet
ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stützkörper
- 2
- Anschlusselement
- 3
- Bauteil
- 4
- Holzschraube
- 5
- Gewindebohrung
- 6
- Durchgangsbohrung
- 7
- Kopf
- 8
- Senkung
- 9
- Druckring
- 10
- Ringfläche
- 11
- Aussengewinde
- 12
- Innengewinde
- 13
- Rundgewinde
- 14
- Spitzgewinde
- 15
- Trapezgewinde