Der ZIMMERMANN. Fachwissen für Holzbautechnik, Betriebsführung und Ausbildung. 69. Jahrgang, August 2002

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1 14 BS BS SDüØ12x150 D3 U BS 14 4 SDüØ12x150 6 SDüØ12x150 1,5 cm Überh. D4 eingeschl. Stahlbleche, verz. D3= Bl 6x120x219 D4= Bl 6x120x258 Schweißnaht aw 3 mm Sägeschnitte mit Sperrholz U= Bl 6x160x260 ausleimen! Der ZIMMERMANN Fachwissen für Holzbautechnik, Betriebsführung und Ausbildung Jahrgang, August 2002 Bruderverlag, Postfach , Karlsruhe PVST Deutsche Post AG, Entgelt bezahlt E 7520 Vorderansicht ohne Abgratung Grundmaßlatte Kehlbohle ohne Abgratung Grundriss ohne Abgratung H1 Grundmaßlatte Kehlbohle ohne Abgratung Profil 1 Stabdübelverbindungen Rationelle und genaue Montage Trapezgaube Teil 4 Aufriss: Kehlbohle und Kehlbohlenschifter Bildungsangebote...für das Winterhalbjahr 2002/2003

2 Auszug aus Heft 8/2002 der Zeitschrift Der Zimmermann für Firma SFS Impressum: Der ZIMMERMANN Fachwissen für Holzbautechnik, Betriebsführung und Ausbildung Redaktion: Zimmermeister und Restaurator im Zimmerhandwerk Peter Kübler (v.i.s.d.p.) (Kü) Anke Sommer MA (SO) Kontakt zur Redaktion: Telefon Telefax Layout und Produktion: Werner Lieber Leser-Service: Evi Beihofer Erscheinungsweise: Erscheint monatlich Bezugspreise: Jahresabonnement: Inland: e 50,40 Ausland: e 61,20 Einzelheft: e 6,50 Alle Preise inklusive Versand und MwSt. ISSN Anzeigen: Berthold Hasenfraz Telefon Anzeigenverwaltung: Petra Fuchs Telefon Marina Vasilj Telefon Telefax Anz.Bruderverlag@Rudolf-Mueller.de Anzeigentarif: Nr. 42 vom Druck: GREISERDRUCK GmbH & Co. KG, Rastatt Verlagsleitung: Volker Rutkowski, Klaus Fritzen Verlag BRUDERVERLAG, Albert Bruder GmbH & Co. KG und Verlagsadresse: Bismarckstraße 21, Karlsruhe Postfach , Karlsruhe Telefon: Telefax: red.zimmermann@rudolf-mueller.de Geschäftsführer: Rudolf M. Bleser, Günter Sandscheper Das Werk einschließlich aller seiner Texte ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Dies gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.

3 Stabdübelverbindungen Rationelle und genaue Montage von Stabdübelverbindungen Das Herstellen von Stabdübelverbindungen gehört zum Standardprogramm jedes Holzbaubetriebes. Das Problem beim Zusammenbringen von Holz und Stahl liegt in der millimetergenauen Fertigung der Bohrungen. Jeder Betrieb hat abhängig von seiner technischen Ausstattung sein eigenes Verfahren, um passende Stabdübelverbindungen zu fertigen. Besonders bei Anschlüssen und Knotenpunkten, in denen hohe Kräfte durch viele Stabdübel übertragen werden, ist ein Arbeitsablauf erforderlich, der einerseits Lohnkosten spart und andererseits den hohen Anforderungen an die Genauigkeit gerecht wird. Bei der Herstellung von Holz/Stahl-Stabdübelverbindungen können grundsätzlichdrei Verfahren angewendet werden: 1. Holz und Stahl werden jeweils für sich mit dem Nenndurchmesser des Stabdübels durchbohrt. Bei dieser Methode müssen die Bohrungen außerordentlich genau ausgeführt werden. Es sind verschiedene Vorgehensweisen üblich. A) Die Bohrungen im Stahlteil sind im Nenndurchmesser des Stabdübels vorgebohrt, das Stahlteil ist in der Regel verzinkt. Das Stahlverbindungsmittel wird nun exakt parallel zu seiner späteren Lage (innerhalb des Holzstabes) auf das Holz aufgelegt und der Bohrständer auf dem Stahlteil mit Magnethalter oder Schraubzwingen fixiert. Das Loch im Holz wird anschließend mit Holzbohrer durch das Loch im Stahlteil gebohrt (Bild 1). Bild 1: Bohren der Stabdübellöcher durch das Stahlverbindungsmittel hindurch möglicherweise zum Bruch des Bohrers führen. Auch kleine Abweichungen bei schlecht geschärften Bohrern bringen Probleme beim Eintreiben der Stabdübel, weil praktisch keine Toleranz vorhanden ist. Die mögliche Folge: Die Stabdübel werden aus der Richtung gedrängt und sozusagen vorgespannt. Ein Teil der erforderlichen Widerstandskraft des Stabdübels ist damit bereits verbraucht, bevor Last von außen in die Verbindung geht. B) Die Bohrungen im verzinkten Stahlteil sind noch nicht ausgeführt. Der Holzstab wird geschlitzt, die Bohrungen im Holz werden gemäß Bohrbild mit der Ständerbohrmaschine ausgeführt. Dieser Vorgang ist natürlich auch mit geeigneten CNC-Abbundmaschinen ausführbar. Bohrlöcher und Schlitz sind, am einfachsten mit Druckluft, gut von Spänen zu säubern. d -1 mm St Bild 2: Anreißen des Stahlteils durch die bereits in das Holz gebohrten Stabdübellöcher hindurch der Regel nicht eingerichtet. Einzelne Löcher lassen sich zwar mit dem Stahlbohrer und einer Bohrmaschine recht und schlecht machen, ganze Serien jedoch mit Sicherheit nicht. Hierzu werden Profi- Maschinen benötigt. Eine Neuentwicklung auf diesem Gebiet stellt die Kernbohrer-Familie KBM der Stuttgarter Firma C. & E. FEIN dar. Kernbohrer sind gegenüber herkömmlichen Vollbohrern erheblich wirtschaftlicher, weil sie schneller sind, eine kleinere Zerspanungsfläche und weniger Energieaufwand aufweisen (Bild 3). Das Verfahren weist einige Nachteile auf. Der Holzbohrer, ebenfalls im Nenndurchmesser des Stabdübels, reibt sich unweigerlich am Stahlteil, weil die Verzinkung das Bohrloch verkleinert. Das Bohrloch muss demnach vorher mit einem Stahlbohrer auf Nenndurchmesser erweitert werden. Nicht mehr ganz scharfe Bohrer verlaufen gerne, es entstehen Spannungen, die Das Stahlteil wird in den Schlitz eingepasst (Fasen für die Schweißnähte nicht vergessen), mit Schraubzwingen fixiert und mit einem Körner angerissen. Hierfür eignen sich spitz zugedrehte, im Durchmesser um 0,5 mm bis 1 mm verkleinerte und eventuell gehärtete Stahlstäbe (Bild 2). Für das Bohren von Stahlblechen ist der normale Zimmerei- oder Holzbaubetrieb in Bild 3: Vergleich Vollbohren Kernbohren (Werkbild FEIN) Das Einsteigermodell KBM 32 Q dieser Kernbohrer-Familie wiegt rund 10 kg und bohrt Löcher mit Durchmessern zwischen 12 mm und 32 mm bei einer Bohrtiefe von 50 mm. Die Maschine hält sich mit einem Der Zimmermann 8/2002 3

4 Bild 4: Kernbohrmaschine KBM 32 Q im Baustelleneinsatz (Werkfoto FEIN) Bild 6: Nahaufnahme von Kernbohrer und Zentrierspitze (Werkfoto FEIN) Magnethalter selbst auf dem Stahlteil (Bild 4 und Bild 5). Gewicht und Ausstattung der Maschine erlauben auch den Einsatz auf der Baustelle. Bild 5: Kernbohrmaschine KBM 32 Q (Werkfoto FEIN) Zum Bohren des Loches wird die Maschine auf das Stahlteil aufgesetzt und mit der Zentrierspitze (Bild 6) genau über den Lochbereich justiert. Dann wird der Magnethalter eingeschaltet und das Loch gebohrt. 2. Holz wird mit dem Nenndurchmesser, das Stahlteil mit Nenndurchmesser + 1 mm durchbohrt. Nach DIN ist es zulässig, das Holz mit dem Nenndurchmesser des Stabdübels zu bohren und das Stahlteil mit einem um 1 mm größeren Durchmesser. Diese Methode ist fachgerecht und praktisch durchführbar. Das Stahlteil wird, wie in Bild 7 gezeigt, auf das Holz aufgelegt und die Löcher im Holz mit einem leichten Schlag auf den Dorn markiert. Nach dem Entfernen des Stahlteils kann die Bohrspitze des Holzbohrers sehr genau in der Markierung angesetzt werden. Die Löcher im Holz sind absolut rechtwinklig zu bohren. Die Rechtwinkligkeit ist am besten mit Hilfe eines guten Bohrständers oder mit einer verstellbaren Bohrschablone zu erzielen. Bild 7: Anreißen der Stabdübellöcher durch das Stahlteil hindurch 3. Holz und Stahl werden gleichzeitig mit dem Nenndurchmesser des Stabdübels durchbohrt. Diese Methode liefert entsprechende Spezialvorrichtung und erforderliche Spezialbohrer vorausgesetzt das genaueste und schnellste Ergebnis. Die Methode wurde auch früher schon mit handelsüblichen Metallbohrern versucht, die Ergebnisse waren jedoch nicht befriedigend, weil die Metallbohrer heißliefen und die Spanaustragung nicht funktionierte. Die professionelle Anwendung der Methode ist mittlerweile mit zwei sehr unterschiedlichen Systemen möglich: dem MERK-Kombibohrverfahren MKB dem Befestigungssystem WS der Schweizer Firma SFS intec. Beide werden im Anschluss beschrieben. MERK-Kombibohrverfahren MKB Das Verfahren ist schon einige Jahre auf dem Markt. Es besteht aus einer kräftigen Handbohrmaschine und einem stabilen Bohrständer, der auf einer Vakuum-Saugplatte befestigt ist. Bild 8 verdeutlicht das System mit einem Schnitt durch die verbindung, Bild 9 zeigt den Einsatz in der Werkstatt und Bild 10 eine Direktmontage auf der Baustelle. Die speziellen Stufenbohrer sind mit den Durchmessern 8, 10 und 12 mm in einer Länge von 300 mm und mit den Durchmessern 16 und 20 mm in einer Länge von 340 mm verfügbar. Die maximalen Bohrtiefen betragen 220 mm beziehungsweise 270 mm. Nach Angaben des Herstellers können je nach Werkstückabmessung und Stahlqualität mit jedem Bohrer bis zu 100 Bohrungen ausgeführt werden. Das Nachschleifen der Bohrerspitze ist mit üblichem Werkzeug nicht möglich. Es wird deshalb als Serviceleistung angeboten. Die Vakuum-Saugplatte läßt sich mit jedem Baustellen-Kompressor (mindestens Bild 8: Prinzip des MERK-Kombibohrverfahrens MKB: Holz und Stahlblech werden in einem Arbeitsgang mit einem Spezialbohrer durchbohrt. Der Bohrständer wird mittels Vakuumplatte fixiert. (Werkbild MERK) 4 Der Zimmermann 8/2002

5 Bild 10: Direktmontage auf der Baustelle. Die Vakuumplatte hält die Bohrvorrichtung auch in waagerechter Arbeitsstellung zuverlässig am Träger fest. (Werkbild MERK) Bild 9: Das MERK-Kombibohrsystem im Werkstatteinsatz (Werkbild MERK) 180 l/min bei 5 bar Druck) verwenden. Die Vorteile des Systems liegen auf der Hand: Die Bohrungen lassen sich auf der Baustelle genauso wie in der Werkstatt ausführen. Mit jeder Bohrung wird eine absolut paßgenaue Verbindung hergestellt. Die Verbindungen sind nicht nur in statischer Hinsicht, sondern auch vom Aussehen her sauber. Kleinere Bautoleranzen und Maßabweichungen auf der Baustelle lassen sich problemlos ausgleichen. Bezugsquelle Merk-Kombibohrverfahren MKB: MERK GmbH D Aichach Tel Fax E- Mail: bauprodukte@merk.de Internet: Befestigungssystem WS von SFS intec Das Befestigungssystem WS der Schweizer Firma SFS intec besteht grundsätzlich aus zwei Komponenten: dem selbstbohrenden Stabdübel und dem Setzgerät. Zusätzlich bietet SFS intec Bemessungsgrundlagen. Die Abkürzung WS steht für wood/steel und verdeutlicht die Eignung der Verbinder für Holz-Stahl-Verbindungen. Das Prinzip des Systems besteht in der Einbringung des Stabdübels in Holz und Stahl in einem Bild 11: Ein klassischer Knoten bei der Herstellung von Fachwerkbindern. (Werkbild SFS intec) Arbeitsgang. Das System kann seine Vorteile besonders dort zur Geltung bringen, wo größere Mengen von Stabdübeln einzubringen sind wie beispielsweise bei Fachwerkknoten (Bild 11), Auflagerknoten, Montagestößen und Ähnlichem. Selbstbohrende Stabdübel Der selbstbohrende Stabdübel dürfte eine Weiterentwicklung der selbstbohrenden Blechschrauben sein, die schon längere Zeit mit Erfolg auf dem Markt sind. Der Schritt, einen Stabdübel mit einer Selbstbohrfunktion auszurüsten, ist das eigentlich Innovative an dem System. Der Stabdübel, der mehr wie eine exotische Schraube aussieht, weist mehrere auffällige Merkmale auf (Bild 12): A Der Stabdübelkopf, eine schraubenkopfähnliche Verdickung des einen Stabdübelendes, bietet Platz für das Torx - Innenprofil T30/T40. B Das sogenannte Unterkopfgewinde. Es hat nach Angaben des Herstellers die Funktion der Lagesicherung, die aber angesichts des strammen Sitzes des Verbindungsmittels nach der Montage eher vernachlässigbaren Charakter hat. Die zweite Funktion ist erheblich wichtiger: das Unterkopfgewinde erlaubt das Herausdrehen des Stabdübels auf die Länge des Gewindes, also rund 2 cm. Der Kopf kann dann mittels Nageleisen gepackt und der Stabdübel ohne große Mühen entfernt werden. C Der Schaftteil, eigentlich das, was vom herkömmlichen Stabdübel übriggeblieben ist. D Die Bohrspitze, die einerseits die Holzmasse zerkleinert und seitlich verdrängt und andererseits Metallzwischenlagen durchbohren kann. Bild 12 Die Stabdübel bestehen aus Kohlenstoffstahl und sind in Durchmessern von 5 mm und 7 mm erhältlich. Jeder Dübel wird nur so weit eingedreht, dass das Schneidplättchen unsichtbar im Holz bleibt. Das Holz wird also nicht durchstoßen, die Verbindung ist nur von einer Seite des angeschlossenen Stabes zu sehen. Die Länge der Dübel sind entsprechend zu wählen. Die Tatsache, dass das Holz auf einer Seite nicht durchbohrt wird, bewirkt hier bereits eine Brandschutzausstattung. Das Rah- Werkfoto SFS intec Der Zimmermann 8/2002 5

6 Typ Durchmesser Länge Holzbreite Anzahl Bleche bei [mm] [mm] [mm] bei 5 mm Blechdicke WS-T WS-T WS-T WS-T WS-T WS-T WS-T WS-T WS-T WS-T WS-T WS-T WS-T WS-T Bild 14: Das Rahmensetzgerät CF WS/ P erlaubt rationelle Serienfertigung. (Werkfoto SFS intec) Bild 13: Übersicht über die zur Verfügung stehenden selbstbohrenden Stabdübel WS-T-5 und WS-T-7 mensetzgerät erlaubt ein Versenken der Stabdübel bis zu 2 cm, was auch auf der Seite des Einbohrens eine brandschutztechnisches Verschließen des Bohrloches möglich macht. Die Holzbreite muss jeweils entsprechend gewählt werden. Eine Übersicht über die Zusammenhänge von Dübeldurchmesser, Dübellänge, Holzbreite und Anzahl der eingeschlitzten Bleche zeigt die Tabelle in Bild 13. Mit 5-mm-Stabdübeln können höchstens drei Stahlbleche mit 5 mm Dicke, mit den 7-mm-Dübeln höchstens drei Stahlbleche mit 5 mm Dicke beziehungsweise 1 Stahlblech mit 10 mm Dicke durchbohrt werden. Die Verbindungen mit dem WS-System können grundsätzlich gemäß DIN , , Abschnitt 5, wie übliche Stabdübelverbindungen berechnet werden. Für die Kraftübertragung darf nur die Länge des Stabdübels ohne die Länge des Schneidplättchens in Rechnung gestellt werden. Diese Länge ist in der jeweiligen Typenbezeichnung abzulesen (siehe Tabelle in Bild 13). Da DIN 1052 einen Mindestdurchmesser für Stabdübel von 8 mm vorschreibt, gibt es Bemessungsempfehlungen bezüglich der Stabdübeldurchmesser und der Verbindungsmittelabstände, die geringfügig von den Regelungen der DIN 1052 abweichen. Das System hat bereits Einzug in die Statik-Software gehalten. So stellte die Ing.- Software Dlubal GmbH auf der Messe Holzbau und Ausbau 2002 ein speziell auf das System WS abgestimmtes Programm vor. Der kleinere Durchmesser der Stabdübel führt gegenüber bisher gebräuchlichen Stabdübeln mit 12 oder 16 mm Durchmesser logischerweise zu höheren Stückzahlen pro Anschluss. Durch die erheblich schnellere und genauere Montage wird dennoch Zeit bei der Fertigung eingespart und eine höhere Qualität der Verbindung erreicht. Für den guten Holztragwerksplaner dürfte die Berechnung der Stückzahlen, Rand- und Zwischenabstände und damit die Umstellung auf das System kein Problem darstellen, zumal entsprechende Datenblätter von SFS intec zur Verfügung stehen. Setzgerät Die selbstbohrenden Stabdübel können vom Handwerklichen her betrachtet mit jeder leistungsfähigen Bohr- oder Schraubmaschine mit eingesetztem Torx - T30/T40-Stiftprofil eingedreht werden. Die Schwierigkeit dabei ist jedoch die Führung des Stabdübels, der ja in der Regel rechtwinklig zur Staboberfläche und vor allem rechtwinklig zu den zu durchdringenden Blechen eingebracht werden muss. Um diese geforderte Rechtwinkligkeit beim Setzen der Dübel in jedem Falle zu erzielen, empfiehlt SFS intec die Verwendung der zwei speziell für diesen Zweck entwickelten Setzgeräte: Das Rahmensetzgerät CF WS/P (Bild 14) ist für den Fertigungsbereich in der Werkstatt konzipiert. Es kann von einem Bild 15: Das Handsetzgerät CF WS/M wurde für kleinere Stückzahlen und Montage auf der Baustelle entwickelt. (Werkfoto SFS intec) Mann bedient und mit Kranunterstützung oder einem zweiten Mann versetzt werden. Der Vorschub der Bohrmaschine wird durch Luftdruck erledigt. Das korrekte Nachvollziehen von Bohrbildern wird durch die zweifache rechtwinklige Verschieblichkeit der Setzvorrichtung erleichtert. Nach Angaben des Herstellers können mit dem Gerät je nach Knotengröße bis zu 150 Stabdübel pro Stunde gesetzt werden. Das Handsetzgerät CF WS/M (Bild 15) mit Dübelführung und stabilen Handgriffen dient der Montage kleiner Mengen von Stabdübeln. Mit ihm werden beispielsweise bei Serienfertigungen in der Werkstatt Schlitzbleche für die Verarbeitung mit dem Rahmensetzgerät vorfixiert. Außerdem lassen sich Verbindungen auf der Baustelle herstellen. 6 Der Zimmermann 8/2002

7 Bild 16 und Bild 17: Beispiel für eine ausgeführte Arbeit mit SFS-WS-Stabdübeln (Werkfoto SFS intec) Die Montage Der Montagevorgang soll am Beispiel eines Bauvorhabens erläutert werden, das in Deutschland ausgeführt worden ist. Die Fachwerkbinder für das Dachtragwerk (Bild 16 und Bild 17) wurden in der Werkstatt komplett vorgefertigt. Bild 18 zeigt die bereitgelegten und bereits geschlitzten Träger, die Knotenbleche und die Bohrschablone für das Bohrbild. Die Bleche werden an einem Teil in die Schlitze eingelegt und ausgerichtet (Bild 19). Bild 18: Geschlitzte Träger, Bleche und Schablone für das Bohrbild liegen bereit für die Verarbeitung. (Werkfoto SFS intec) Bild 19: Die Bleche (3 Stück mit je 5 mm Dicke, Qualität ST 37) werden eingelegt und ausgerichtet (Werkfoto SFS intec) Der Zimmermann 8/2002 7

8 Bild 21: Die zu verbindenden Teile werden zusammengelegt und ausgerichtet. (Werkfoto SFS intec) Bild 20: Die Bleche werden mit zwei selbstbohrenden Stabdübeln mit dem Handsetzgerät CF WS/M fixiert. (Werkfoto SFS intec) Bild 22: Mit einer Schablone (Faserplatte) wird das Bohrbild angezeichnet. Es kann auch der Ausdruck des Knotenbildes aus dem CAD aufgezweckt und durchbohrt werden. (Werkfoto SFS intec) Anschließend werden sie mit zwei selbstbohrenden Stabdübeln unverschieblich befestigt. Dies geschieht mit dem Handsetzgerät. Bild 20 verdeutlicht, dass das manuelle Einbohren beim Dübeldurchmesser 7 mm einen relativ hohen Kraftaufwand erfordert. Es wird aber auch erkennbar, dass das Setzgerät CF WS/M einen bequemen Einsatz des Körpergewichtes zulässt. Nun werden die zu verbindenden Teile zusammengelegt, die Bleche in die Schlitze eingefahren und die Holzstäbe in die korrekte Flucht ausgerichtet (Bild 21). Das Anreißen des Bohrbildes kann mit einer Bohrbildschablone aus Sperrholz oder aus einer harten Holzfaserplatte erfolgen (Bild 22). Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Bohrbild unmittelbar aus dem CAD im Maßstab 1:1 auszuplotten, auf das Holz zu heften und durchzubohren. Die Endmontage der Stabdübel (Bild 23) erfolgt nun mit dem Rahmensetzgerät, dessen pneumatisch vorgeschobene Bohrmaschine ein Einbohren von 120 bis 150 Stück pro Stunde erlaubt. Das ausgeführte Projekt: Ausführende Holzbaufirmen: Arge Zimmerei Sieveke GmbH, Lohne und Fritz Kathe + Sohn GmbH, Vechta. Bild 23: Hier werden die restlichen Stabdübel mit dem Rahmensetzgerät eingebohrt. (Werkfoto SFS intec) Bezugsquelle System WS: SFS intec GmbH & Co. KG Fastening Systems D Oberursel/TS Tel Fax de.oberursel@sfsintec.biz Internet: 8 Der Zimmermann 8/2002