Übertragungsmechanismen Holzverbindungen

Transkript

1 Übertragungsmechanismen Holzverbindungen Reibschluss Formschluss Stoffschluss

2 Reibschluss Kraftschlüssige Verbindungen setzen eine Normalkraft auf die miteinander zu verbindenden Flächen voraus. Ihre gegenseitige Verschiebung ist verhindert, solange die durch die Haftreibung bewirkte Gegenkraft nicht überschritten wird. Der Kraft- bzw. Reibschluss ist verloren und die Flächen rutschen aufeinander, wenn die tangential wirkende Last-Kraft größer als die Haftreibungs-Kraft ist, Kraftschluss ist die Ursache für das Selbsthemmen von belasteten Keilen oder Schrauben. Die Haftreibung zwischen den Wirkflächen verhindert, dass der Keil herausrutscht oder sich die Schraube zu drehen beginnt. Das Klemmen ist ebenfalls ein Kraftschluss: etwas zwischen Daumen und Zeigefinger oder mit einer Federklemme halten. FLast = tangentiale Last-Kraft (blau) FHaft = tangentiale Haftreib-Kraft (rot) μ = Haftreibungs-Koeffizient FN = Normal-Kraft (grün) Lösbare Verbindungen Quelle: Wikipedia

3 Reibschluss Beispiele: Holzkeil Grateinschub Schrauben- Nägel- (Befestigung) Federklemme (Schraubzwinge)

4 Formschluss Bei einer formschlüssigen Verbindung ist einer der Verbindungspartner einem anderen im Weg. Bei Betriebsbelastung wirken Druckkräfte normal, das heißt rechtwinklig zu den Flächen der Verbindungspartner. Solche Sperrungen kommen in mindestens einer Richtung vor. Ist ein zweites Flächenpaar gegenüber angeordnet, ist auch die Gegenrichtung gesperrt (siehe Abbildung, Prinzip-Darstellung und Spundung). Besteht das Paar aus zwei zueinander koaxialen Zylinderflächen, so besteht Formschluss in allen Richtungen der zur Zylinderachse senkrechten Ebene. Beispiel ist der in ein Loch gesteckte Stift, der wieder herausnehmbar ist. Das Loch ist vorteilhaft ein Sackloch, damit der Stift nicht durchfallen kann. Dabei kommt ein einseitiger Formschluss in Axialrichtung hinzu. Stiftartige Verbindungselemente sind auch Nägel und Schrauben. Lösbare Verbindungen Quelle: Wikipedia

5 Schwalbenschwanzzinken Fingerzinken 3 Richtungen gesperrt 2 Richtungen gesperrt

6 Formschluss mit 3 oder Mehreren Bauteilen Primär sind nur zwei Bauteile formschlüssig miteinander verbunden, was aber oft mit Hilfe eines dritten Teils dem speziellen Verbindungselement verwirklicht wird. Beispiel ist die Verbindung zweier sich überlappender Bauteile mittels Nägel oder Schrauben. Der Formschluss ist außer in der Bauteilebene auch meist senkrecht dazu herzustellen. Die Bauteile sollen aufeinander gehalten werden, und die Verbindungselemente sollen nicht herausfallen. Die Schraube hat ihren Kopf, gegenüber befindet sich die Mutter (falls die Schraube nicht ins Bauteil geschraubt ist). Ist die Schraube ins Bauteil geschraubt kommt auch noch der Reibschluss dazu. Dies trifft ebenso auf Nägel zu.

7 Stoffschluss Stoffschlüssige Verbindungen werden alle Verbindungen genannt, bei denen die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden. Sie sind gleichzeitig nicht lösbare Verbindungen, die sich nur durch Zerstörung der Verbindungsmittel trennen lassen Speziell bei Holzverbindungen wird bei Stoffschluss von verkleben oder Verleimung gesprochen, obwohl solche Verbindungen genau genommen den Form- bzw. Reibschluss zuzuordnen wären. Nichtlösbare Verbindungen

8 Stoffschluss Beispiele Holzverbindung Verleimen Kleben Zusammenwachsen

9 Stoffschluss Beispiele Eco_Welding (Holz-Schweißen) Durch Vibration und Druck wird die Zellstruktur des Holzes so verändert, dass die Holzteile sozusagen zusammenwachsen

10 Kombinationen Reibschluss & Formschluss In den meisten Fällen der Holzverbindungen kommen oft Kombinationen von Formschluss und Reibschluss vor Beispiele Keilzinken Grateinschub Dübelverbindungen Keilverbindungen

11 Kombinationen Reibschluss & Formschluss & Stoffschluss Eine Kombination von Reibschluss Formschluss und Stoffschluss Kommt dann vor wenn eine Verbindung mittels Leim oder Kleber dauerhaft gewünscht ist