Die Erfindung betrifft einen Vollholz-Balkenbinder aus miteinander verklebten Langhölzern, die durch Aneinanderfügen von Langholzabschnitten mittels Keilzinkenverbindungen gebildet sind.

Um aus Baumstämmen qualitativ hochwertiges Langholz, wie es z.B. als Bauholz Verwendung findet, zu fertigen und hierbei eine einigermaßen gleichmäßige Qualität sicherzustellen, werden die Baumstämme auf das gewünschte Maß geschnitten bzw. formatiert und, falls die so zugeschnittenen Rohlinge Fehlstellen, alias Schwachstellen, enthalten, werden diese Fehlstellen bzw. Schwachstellen entfernt und die verbleibenden Rohlingstücke mittels stirnseitiger Keilzinkenstöße zu Langholz verklebt. Auf diese Art und Weise wird Brettschichtholz, das aus mehreren Lagen von längsverzinkten, miteinander verklebten und versetzt Keilzinkenstöße aufweisenden Brettern gebildet ist, gefertigt. Balkenschichtholz wird aus zwei, drei oder mehreren miteinander längsverklebten Balken, die gegebenenfalls ebenfalls aus Teilstücken zusammengesetzt sind, die mittels Keilzinkenverbindungen verbunden sind, gefertigt.

Ein besonderes Problem bildet die Verarbeitung von Starkholz, worunter Bäume verstanden werden, die in Brusthöhe über ca. 40 cm Durchmesser aufweisen. Solches Starkholz weist den Vorteil einer höheren Ausbeute auf, und zwar dann, wenn es zu Konstruktionsvollholz verarbeitet wird. Allerdings sind die Holzeigenschaften sehr heterogen, d.h. das Starkholz bedingt einen höheren Selektionsaufwand. Zudem können ein Nasskern oder Kernrisse Probleme verursachen. Starke Äste bewirken ebenfalls schlechtere mechanische Eigenschaften. Aus diesem Grund wird aus Starkholz gefertigtes Langholz nur selten einteilig aus einem Stamm geschnitten werden können; meist ist es notwendig, Schwachstellen herauszuschneiden und die Teilstücke, wie oben erwähnt, mittels einer Keilzinkenverbindung zu einem Langholz zu verkleben.

Zur Sicherung der Güte von in solchen Anlagen gefertigten Keilzinkenverbindungen werden Zerstörungsproben durchgeführt, wobei ein Bruch bei einer für eine solche Zerstörungsprobe vorgesehenen Biegeprobe nicht im Bereich der Keilzinkenverbindung auftreten darf.

Es hat sich gezeigt, dass trotz der automatisierten Fehlererkennungsmethoden und trotz nachfolgender eingehender visueller Besichtigung bei der Verwendung von solcherart hergestelltem Langholz unerwartet Brüche - z.B. verursacht durch Stauchbrüche z.B. bei Windbruch, Verleimungsfehler, Verzahnungsfehler, innere Risse, Faserabweichungen etc. - auftreten können, sodass es Bestrebungen gibt, Konstruktionsvollholz von Holzkonstruktionen, bei denen dem Holz eine tragende Funktion zukommt, auszuschließen. Dies ist insbesondere von Nachteil, als hierdurch eine kostengünstige Verwertung als Kantholz aus Starkholz nicht mehr gegeben wäre, d.h. das Starkholz müsste ebenfalls zu mehrlagigem Brettschichtholz oder Balkenschichtholz verarbeitet werden, bei denen verdeckte bzw. nicht aufgefundene Fehlstellen bzw. Schwachstellen in einzelnen Teilstücken in Folge der mehrlagigen Verleimung weniger ins Gewicht fallen.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren zur Qualitätsanhebung von Vollholz-Balkenbindem zu schaffen, um solche Vollholz-Balkenbinder auch für höherbeanspruchte Konstruktionsteile effizient einsetzen zu können. Insbesondere sollen die derzeit aufgrund der Inhomogenität des Holzes erforderlichen Querschnittszuschläge herabgesetzt werden können. Hierbei wird erfindungsgemäß von einem Stand der Technik ausgegangen, wie er in der EP-A-1 080 857 (siehe beispielsweise Fig. 14) oder in der nachveröffentlichten WO-A2005/040766 beschrieben ist.

Da in den Wäldern Starkholz überwiegt und der Anteil an Starkholz noch im Steigen begriffen ist, stellt sich die Erfindung die spezielle Aufgabe, gerade dieses Starkholz mit der erforderlichen Sicherheit für Konstruktionen einsetzen zu können, in denen das Starkholz tragende Funktionen übernimmt, wobei aus dem Starkholz gebildete Vollholz-Balkenbinder nicht nach der Art eines Brettschichtholzes aus einzelnen miteinander längsverleimten Holzschichten gebildet sind.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, mit dem für Holzkonstruktionen dienenden Langholz Vollholz-Balkenbinder herzustellen, die auch sehr große Querschnitte aufweisen und hierbei voll eine tragende Funktion übernehmen können, und zwar möglichst gleichwertig einem Leimbinder aus Brettschichtholz, und vorzugsweise sogar höher belastbar sind als diese. Gegenüber einem Brettschichtholz sollen die Herstell-Arbeitsschritte minimiert und auch der Leimverbrauch vermindert sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Vollholz-Balkenbinder der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass er aus mindestens drei Langhölzern mit mindestens einer stehenden und einer liegenden Klebefuge gebildet ist, wobei die Langhölzer in der Anordnung, in der sie aus dem Stamm geschnitten werden, wiederum zu einem Vollholz-Balkenbinder zusammengesetzt und verklebt sind und wobei die Zug- und/oder Druckzone des Vollholz-Balkenbinders von Splintholz gebildet ist. Hierdurch weist der Vollholz-Balkenbinder eine "Naturjahresringlage" auf. Hierbei kommt der Splintholzanteil an der Unter- bzw. Oberseite des Vollholz-Balkenbinders zu liegen.

Eine besonders gute Benetzung mit Klebstoff und eine gute Haftung bzw. Verklebung der Langhölzer miteinander zur Bildung eines Vollholz-Balkenbinders ist dann gewährleistet, wenn die miteinander zur Verklebung gelangenden stehenden Seitenflächen der Langhölzer vor dem Verkleben durch Fräsen bearbeitet werden.

Je nach geforderter Belastbarkeit eines Vollholz-Balkenbinders kann er aus zwei oder mehreren nebeneinander und zwei oder mehreren übereinander angeordneten und miteinander verklebten Langhölzern gebildet sein, wobei der Vollholz-Balkenbinder aus Langhölzern gleicher oder unterschiedlicher Dimension zum Einsatz kommen kann.

Erfindungsgemäß ist ein besonderer optischer Vorteil für die Holzarchitektur gegeben, zumal die stehenden Seitenflächen eines Vollholz-Balkenbinders eine Fladenstrukrur aufweisen und nicht, wie bei einem Brettschichtholz, nur schmale miteinander verklebte Bretter mit den Klebefugen erkennen lassen.

Vorzugsweise ist ein Vollholz-Balkenbinder dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens ein Langholz mit einer Höhe von über 100 mm, vorzugsweise bis ca. 300 mm, und einer Breite von über 40 mm, vorzugsweise bis 100 mm, aufweist.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Vollholz-Balkenbinder mindestens ein Langholz mit einer Höhe von über 140 mm, vorzugsweise bis 600 mm, und einer Breite von über 40 mm aufweist.

Um besonders hohe Festigkeitszonen des Splintbereichs eines Stammes im hochbelasteten Bereich eines Trägers einsetzen zu können, ist nach einer bevorzugten Ausführungsform ein Vollholz-Balkenbinder dadurch gekennzeichnet, dass Langhölzer eingesetzt sind, deren Schmalseitenbereiche von Splintholz eines Starkholzes gebildet sind.

Um auch an der Unter- bzw. Oberseite eines Vollholz-Balkenbinders eine Fladenstruktur sicherzustellen, ist zweckmäßig ein Vollholz-Balkenbinder gekennzeichnet durch die Anordnung und Verklebung mindestens eines Langholzes an der Unterseite und/oder Oberseite, das sich über die gesamte Breite des Vollholz-Balkenbinders erstreckt und nach unten bzw. oben eine Fladenstruktur aufweist.

Zweckmäßig ist ein Vollholz-Balkenbinder dadurch gekennzeichnet, dass er aus drei Langhölzern gebildet ist, und zwar aus zwei mit einer stehenden Klebefuge zu einem Balken verklebten Langhölzern und einer mit diesem Balken mit liegender Klebefuge verklebten Bohle, mit einer Breite des Balkens.

Eine weitere bevorzugte Variante ist dadurch gekennzeichnet, dass er aus mindestens zwei aus miteinander mittels einer stehenden Klebefuge verklebten Langhölzern gebildeten Balken gebildet ist, wobei einer der Balken an der Unterseite des Vollholz-Balkenbinders und einer der Balken an der Oberseite des Vollholz-Balkenbinders angeordnet ist, und wobei zwischen diesen Balken entweder eine Bohle oder zwei ebenfalls mit stehender Klebefuge miteinander verklebte Bohlen oder weitere Balken vorgesehen sind.

Vorzugsweise ist ein Vollholz-Balkenbinder dadurch gekennzeichnet, dass die an der Unterseite des Vollholz-Balkenbinders vorgesehenen Langhölzer an der Unterseite und vorzugsweise auch die an der Oberseite des Vollholz-Balkenbinders an der Oberseite Splintholz aufweisen, wodurch die höheren Festigkeitswerte des Splintholzes wirkungsvoll zum Tragen kommen.

Um einen Vollholz-Balkenbinder für höhere Belastungen einsetzen zu können, ist ein Verfahren zur Herstellung eines Vollholz-Balkenbinders dadurch gekennzeichnet, dass Langhölzer miteinander verklebt werden, deren E-Modul am Rundholz, am nassen Schnittholz und/oder am trockenen Schnittholz bestimmt wurde, wobei vorteilhaft in der Zugzone, vorzugsweise auch in der Druckzone, Langhölzer mit einem E-Modul über einem bestimmten Grenzwert, wie > 13.000 N/mm², eingesetzt werden, und dass gegebenenfalls dazwischen vorgesehene Langhölzer aus Langhölzern mit einem geringeren E-Modul ausgewählt werden.

Zweckmäßig wird der E-Modul vor dem Verkleben mittels Ultraschallmessung oder Schallmessung oder mittels Biegeprüfung oder Zugprüfung näherungsweise bestimmt.

Zur effizienten Verarbeitung von Starkholz wird Starkholz, insbesondere Starkholz mit einem Durchmesser am Zopfende von mindestens 300 mm, mittels Fräsen zu einem waldkantigen Kantholz verarbeitet und das Kantholz anschließend vorzugsweise durch Bandsägen zu Langhölzern verarbeitet, wobei zweckmäßig zur besseren Ausnutzung und Verringerung von Abfallholz das Sägen zu Langhölzern in etwa entlang bzw. parallel zur Markröhre des Kantholzes durchgeführt wird.

Hierbei wird vorteilhaft das Bandsägen mit etwa der Hälfte der Vorschubgeschwindigkeit des Fräsens durchgeführt, wodurch eine hohe Fräsgeschwindigkeit bei Vorsehen von zwei nachgeschalteten Bandsägelinien voll ausgenützt werden kann.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei die Fig. 1 bis 3 aus Langhölzern gebildete Vollholz-Balkenbinder gemäß dem Stand der Technik im Schrägriss zeigen. Fig. 4 veranschaulicht einen sogenannten "Leimbinder" aus Brenschichtholz. Die Fig. 5 und 6 zeigen erfindungsgemäße Vollholz-Balkenbinder, die Fig. 7 veranschaulicht einen Schnittplan für Starkholz.

Die Fig. 1 bis 3 betreffen herkömmliche Balken 1, 2, 3. Fig. 1 zeigt einen Duobalken 1, Fig. 2 einen Triobalken 2 und Fig. 3 einen Quattrobalken 3.

Diese aus Langhölzern L gebildeten Balken 1 bis 3 weisen jeweils eine stehende Klebefuge 5 auf, wodurch sich Seitenflächen 6 mit einer Fladenstruktur 7 ergeben. Die Breite 8 der miteinander zu verklebenden Langhölzer L beträgt vorzugsweise 50, 60, 70, 80 oder 100 mm, wodurch sich Balkenbreiten 9 für einen Duobalken zwischen z.B. 100 und 200 mm oder noch breiter ergeben. Die Höhe 10 der Langhölzer L liegt vorzugsweise zwischen 160 und 300 mm.

Besonders hoch belastbare Klebefugen 5 ergeben sich, wenn die miteinander zur Verklebung gelangenden stehenden Seitenflächen der Langhölzer L vor dem Verkleben durch Fräsen bearbeitet werden. Hierdurch ist nämlich eine sehr gute Benetzung der Klebeflächen mit Klebstoff sichergestellt, wodurch zudem Klebstoffeinsparungen möglich sind.

Die Balkenbreite 9 erstreckt sich erfindungsgemäß stets über mindestens zwei Breiten 8 der Langhölzer L; beim Duobalken über zwei, beim Triobalken gemäß Fig. 2 über drei und beim Quattrobalken gemäß Fig. 3 über vier Langhölzer L.

In Fig. 4 ist ein herkömmlicher "Leimbinder" 11, der aus Brettern bzw. Lamellen 12 als Brettschichtholz gebildet ist, veranschaulicht. Die Höhe 13 der einzelnen Bretter liegt üblicherweise bei 3 bis maximal 4 cm. Die Breite 14 der Bretter 12 liegt üblicherweise zwischen 80 mm und 200 mm, eventuell 240 mm. Ein solcher "Leimbinder" 11 ist aufwendig in der Herstellung, und es wird eine große Menge an Leim bzw. Kleber eingesetzt. Seine Seitenansicht lässt sämtliche Klebefugen und vom Holz nur eine schlichte Struktur erkennen.

Anstelle eines solchen "Leimbinders" kann erfindungsgemäß ein Vollholz-Balkenbinder 15, wie er beispielsweise in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellt ist, eingesetzt werden.

Fig. 5 zeigt einen auch als Trambinder bezeichneten Vollholz-Balkenbinder 15, der aus Langhölzern L, die aus Starkholz geschnitten sind, die zu Triobalken 2 zusammengesetzt sind, gebildet ist. Die Besonderheit der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Trambinder ist darin zu sehen, dass die Langhölzer L in der Anordnung, in der sie aus dem Starkholzstamm geschnitten wurden, wiederum zu einem Trambinder 15 zusammengesetzt und verklebt sind. Hierdurch ergibt sich eine sogenannte "Naturjahresringlage", wobei in der Zug- und Druckzone wiederum Splintholz 17 vorhanden ist.

Um die Splintholzzone über die Länge des Vollholz-Balkenbinders bzw. Trambinders 15 in etwa konstant zu halten, kann aus dem Stamm eine keilförmige Kernzone herausgeschnitten werden, wobei der Steigungswinkel des Kerns dem halben Kegelwinkel des sich verjüngenden Stammes entspricht.

Ein Vollholz-Balkenbinder 15 gemäß den Fig. 5 bzw. 6 hat den Vorteil, dass er spannungsbefreit ist, zumal das Starkholz im frischen Zustand aufgetrennt, die so gebildeten Langhölzer L getrocknet und gehobelt, und dann sozusagen spannungsbefreit zu dem Vollholz-Balkenbinder 15 verklebt werden.

Die Breite 16 eines solchen Vollholz-Balkenbinders liegt vorzugsweise gleichfalls zwischen 100 und 200 mm, kann jedoch auch darüber liegen, beispielsweise wenn Trio- oder Quattrobalken 2 oder 3 übereinandergelegt und miteinander verklebt werden. Selbstverständlich ist es möglich, die Anzahl übereinander angeordneter und miteinander verklebter Balken 1, 2, 3 je nach Erfodernis, d.h. je nach gewünschtem Querschnitt, festzulegen.

Der Vorteil eines solchen Vollholz-Balkenbinders 15 gegenüber einem aus Brettern 12 gebildeten Leimbinder 11 bzw. Brettschichtholz liegt nicht nur in der Optik - bei Seitenansicht ist eine schöne Fladenstruktur 7 zu erkennen -, sondern auch in der Belastbarkeit. Ein wesentliches Kriterium ist auch, dass er aus Starkholz gebildet sein kann.

Um die besondere Festigkeit von Splintholz 17 für Vollholz-Balkenbinder 15 vorteilhaft ausnützen zu können, wird Starkholz 18 mit Durchmessern von über 300 mm gemäß dem in Fig. 7 dargestellten Schnittplan zerteilt. Hierdurch lassen sich z.B. Langhölzer L in der Höhe 10 - je nach Starkholzdurchmesser - von etwa 140 bis 600 mm herstellen, deren Schmalseitenbereiche 19 aus dem Außenbereich, d.h. dem Bereich des Splintholzes 17 eines Starkholzes 18, geschnitten sind.

Verklebt man beispielsweise vier solche Langhölzer L zu einem Vollholz-Balkenbinder 15, ergibt sich ein besonders hochbelastbarer Vollholz-Balkenbinder 15, zumal die Zug- und Druckzone des Vollholz-Balkenbinders 15 von Splintholz 17 gebildet ist, das, wie oben erwähnt, eine besonders hohe Festigkeit, insbesondere eine besonders hohe Zugfestigkeit, aufweist. Splintholz 17 weist nachweislich eine um 20% höhere Belastbarkeit auf als Kernholz.

Ein Vollholz-Balkenbinder 15 dieser Art weist ebenfalls eine seitliche Fladenstruktur 7 auf. Ein Vollholz-Balkenbinder 15 - mit oder ohne Mitteltrennfuge - dieser Dimension ist auch als Trambinder 15 bezeichnet.

Vollholz-Balkenbinder 15 bzw. Trambinder, wie oben beschrieben, sind besonders preisgünstig herstellbar. Es ergibt sich, wie Fig. 6 erkennen lässt, nur wenig Holzverlust und es sind auch nur wenige Arbeitsschritte zu dessen Herstellung notwendig.

Eine besonders gute Ausnützung von Starkholz lässt sich dann erzielen, wenn die Langhölzer entsprechend der Krümmung des Stammes, also etwa dem Verlauf der Markröhre folgend, bzw. parallel dazu, aufgeschnitten werden, wobei dann durch Querteilen Langholzabschnitte gebildet werden, die durch Aneinanderfügen mittels Keilzinkenverbindungen zu Langhölzern im möglichst geraden Zustand für die Herstellung von Vollholz-Balkenbindern großer Länge einsetzbar sind.

Vorzugsweise werden die Rundholzstämme mit Zerspanaggregaten zu waldkantigen Kanthölzern verarbeitet, und zwar durch Fräsen, was optimal mit dem Zopfende voraus erfolgt,

Mit Trennbandsägen können anschließend aus den waldkantigen Kanthölzern Langhölzer L geschnitten werden. Da das Fräsen mit etwa doppelt so hoher Vorschubgeschwindigkeit erfolgen kann wie das Bandsägen, empfiehlt es sich, zwei Bandsägeanlagen der Fräsanlage zur Herstellung der waldkantigen Kanthölzer nachzuordnen.

Um erfindungsgemäße Vollholz-Balkenbinder 15 für größere Belastungen einsetzen zu können, empfiehlt es sich, an den Langhölzern L deren E-Module festzustellen, was beispielsweise durch Ultraschallinessung, Schallmessung oder mittels einer Biegeprüfung oder Zugprüfung erfolgen kann. Vorteilhaft werden solcherart geprüfte Langhölzer mit einem E-Modul über einem bestimmten Grenzwert, wie beispielsweise > 13.000 N/mm², in der Zugzone bzw. Druckzone eines Vollholz-Balkenbinders 15 Verwendung finden. Die Bestimmung des E-Moduls braucht hier nur näherungsweise erfolgen und kann im frischen Zustand des Holzes oder im trockenen Zustand des Holzes durchgeführt werden.