Die halten sicher
Dank der CNC-Technik sieht man wieder öfter klassische Holzverbindungen, die lange Zeit zu teuer waren. Bild: Christian Härtel
HolzVerbindungen. Holzverbindungen ohne Beschläge und ohne den Einsatz von Metall erleben vielleicht bald eine Renaissance. Die CNC-Technik und vorgefertigte Verbinder aus Holz tragen dazu bei. Aber auch handwerklich können Verbindungen effizient «gestemmt» werden.
«Eine Schwalbe macht noch keinen Sommer», sagt man. Aber: Mithilfe von einigen Schwalbenschwänzen kann schon eine Holzkonstruktion entstehen. Holzverbindungen in Schwalbenschwanzform ohne Metall sind weitläufig bekannt. Sie galten aber lange Zeit als viel zu aufwendig in der Ausführung und damit letztlich zu teuer für eine Realisierung.
Auch Schreiner fertigen, sofern der Kunde es bezahlt, ab und zu Zinkenverbindungen für Schubladen von hochwertigen Möbeln. Doch Schreiner und Holzbauer wurden bis vor Kurzem noch häufig als «Spinner» abgetan, wenn sie sich mit solchen Holzverbindungen ernsthaft auseinandersetzten. Im Holzbau erlebt die reine Holz-mit-Holz-Verbindung derzeit bereits eine sanfte Rückkehr. Und das hat mehrere Gründe.
Rückkehr der Schwalbe und anderer
Reine Holzverbindungen und Verbinder aus Holz können vielgestaltig sein. Sie sind je nach Konstruktion und Ansprüche individualisierbar. Das galt bislang vor allem für ingenieursmässige Holzbauten und fand sein Schweizer Manifest wohl mit dem Neubau des Tamedia-Hauses in Zürich, dessen reine Holzkonstruktion allein mit gesteckten Holzverbindungen auskommt. Dahinter steht ein enormer Aufwand, der aber zum Gelingen eines Leuchtturmprojektes geführt hat. Kein Zufall dabei ist, dass die Idee von der reinen Holzverbinderkonstruktion vom japanischen Architekten Shigeru Ban kam. In Japan kennt man traditionell deutlich mehr Holzverbindungen, als in Europa geläufig sind. Dort sind traditionell auch Längsstösse von Hölzern mit teils kom- plexer Ausführung von Holzverbindungen verbreitet.
Wirtschaftlicher mit Holzlösungen
Der Einsatz von leistungsfähigeren Hölzern im Holzbau wie dem Laubholz und jüngeren Entwicklungen im Bereich der Holzwerkstoffe unterstützt die Vielseitigkeit und führt zur Neubewertung über Wirtschaftlichkeit und Leistungsfähigkeit der stoffreinen Verbindungsmöglichkeiten. Zumal die Dimensionierung im konstruktiven Holzbau in der Vergangenheit zumeist durch die grossen Abmessungen der nötigen Metallverbinder bestimmt wurde.
Leistungsfähige Werkstoffe führen zusammen mit Holzverbindungen öfter dazu, dass Kostensenkung und traditionelles Handwerk, gepaart mit hoher Bauqualität und gestalterischer Freiheit, nicht mehr im Widerspruch zueinander stehen müssen.
CNC-Abbund und Handarbeit ganz eng
Im Gegensatz zu speziellen Lösungen sind Schwalbenschwanzverbindungen sowohl handwerklich als auch mittels CNC-Bearbeitungszentrum leicht zu realisieren. Der deutsche Zimmermann Samuel Schneider hat sich intensiv damit auseinandergesetzt und kommt gleich auf eine ganze Reihe von Vorteilen der schwalbenschwanzförmigen, reinen Holzverbindungen, die er auch auf seinem Internet-Blog «Baubeaver» beschreibt. Bezüglich Zeitbedarf und Arbeitsfortschritt können dies je nach Art «bis zu 20 Schwalbenschwanzverbindungen pro Stunde sein», so Schneider. Dabei kümmert sich der Holzbauer vor allem um die klassischen Anwendungen vom Schwalbenschwanzkamm über den Zapfenstoss bis hin zu Pfosten-Riegel-Konstruktionen mittels der Verbindungsform.
Berechnete Schablonenarbeit
Einen gewissen Erfahrungsschatz durch vielfachen Einsatz bei Holzbauern hat man inzwischen mit dem seit zehn Jahren am Markt befindlichen «Lachner-Frästool». Damit lassen sich etwa Haupt- und Nebenträger metallfrei über einen schwalbenschwanzförmigen Zapfen verbinden. Die Oberfräse führt das Werkzeug mit Zinkenfräser und Anlaufring auf unterschiedlichen Schablonen sicher und sauber durch das Holz. Sowohl für das Anbringen des Zapfens als auch des Zapfenlochs. Durch die konische Form und die schräge Wandung der Fräsung erzielen solche Verbindungen gute Werte hinsichtlich der Belastungen auf Zug, Druck und auch Abscherung. Ausserdem zwingt die formschlüssige Verbindung die Bauteile in die exakte Position, ganz ohne den Einsatz von Metall.
Inzwischen gibt es sogar kostenfreie Berechnungstools für solche Verbindungen, die eine statisch verlässliche Konstruktionsplanung ermöglichen. Solche sind etwa im Internet auf ing-tools.de abrufbar. Neben einseitigen und beidseitigen Anschlüssen sind so auch geneigte Anschlussvarianten leicht zu berechnen und auszuführen.
Auch für Platten gibt es Lösungen
Besonders interessant sind Verbindungen aus Holz für plattenförmige, konstruktive Holzwerkstoffe wie etwa das Brettsperrholz. Der Österreicher Markus Schilcher kam auf einen selbstspannenden Holz-Holz-Verbinder für Decken- und Wandelemente aus Brettsperrholz. Aus Birken- oder Buchensperrholz gefertigt, wird der punktförmige Verbinder lediglich eingeschlagen, und er zieht durch seine schwalbenschwanzartige Form die Bauteile zusammen, ähnlich der «Hoffmann-Schwalbe» aus Kunststoff zum Verbinden von Rahmenecken. Der x-förmige Dübelverbinder besteht aber aus zwei Teilen, die mit einem Winkel von 12,5° konisch geschnitten sind. Dies ermöglicht das einfache Einschlagen und die dabei zunehmende Zugwirkung des Verbinders. So entsteht eine form- und kraftschlüssige Verbindung. «Grosser Vorteil des Verbinders ‹X-fix C› gegenüber herkömmlichen Verschraubungen mit Stossbrettern und Stufenfalz ist, dass die Brettsperrholzelemente nur durch das einfache Einschlagen zusammengezogen und gespannt werden. Das aufwendige und zeitraubende Zusammenspannen der Elemente mittels Platten-Balken-Zug entfällt dadurch vollständig», erklärt Schilcher. Ein Verbinder bringt es dabei auf eine Spannkraft und Abscherfestigkeit von 28 kN in einer 100-mm-Platte. Dies entspreche der Leistungsfähigkeit von zehn Vollgewindeschrauben mit einem Durchmesser von 8 mm und 120 mm Länge.
Selbst Längsstösse sind möglich
Neben den punktförmigen Verbindern hat Schilcher dasselbe Prinzip auf eine Kopplungsleiste für die Verbindung von Wandelementen in Längsrichtung übertragen. Die keilförmig geteilte Leiste wird dabei genauso eingeschlagen und verspannt die Elemente selbstständig miteinander. Auch T- und L-förmige Verbindungen lassen sich so bewältigen. «Weiterer Vorteil ist, dass die Montage von der Rauminnenseite er- folgen kann», sagt Schilcher. Bei der Montage wird zunächst ein Teil der Kopplungsleiste von oben eingeführt und dann der zweite Teil nachgeschoben. Die letzten 30 cm der Leiste werden mit einem Schonhammer eingeschlagen. Um bis zu 300 % höhere Festigkeiten sollen so gegenüber herkömmlichen Schraubverbindungen erreicht werden.
Wasserdichter Trockenverbund
Auch der österreichische Naturpool-Hersteller Timberra wendet seit Längerem das Prinzip der Verbindung mit einem doppelten Schwalbenschwanz als Kopplungsleiste an. Einteilig und aus massivem Holz gefertigt, werden die Balken der Holzwände des Swimmingpools damit dauerhaft verbunden. Durch die Feuchtigkeitszufuhr und das damit verbundene Quellen des Holzes entsteht so eine unlösbare und dichte Verbindung. Das wirtschaftliche Anfertigen der Nuten in diesen Dimensionen erfordert – anders als beim Lachner-Frästool – den Einsatz eines CNC-Bearbeitungszentrums. Die Gemeinsamkeit ist die Schwalbenschwanzform als eine der ältesten und wirkungsvollsten Holzverbindungen überhaupt. So ist der Sommer nicht mehr weit.
www.baubeaver.dewww.lachner-innovativ.dewww.x-fix.atVeröffentlichung: 23. Mai 2019 / Ausgabe 21/2019
Bildstrecken
Artikel zum Thema
09. Mai 2024
«Einfach mal durchklicken»
Dokumentation. Auf der Internetseite holzbaukultur.ch wächst eine Dokumentation heran, die den Werdegang des Holzbaus in der Schweiz begreifbar macht. Bis Ende des Jahres sollen 400 Gebäude online sein. Im Gespräch dazu Elia Schneider von der Berner Fachhochschule in Biel.
mehr
17. April 2024
Ein meisterlicher Botschafter
Parkettverband ISP. Im Schloss Laufen am Rheinfall fand die 55. Generalversammlung der Interessengemeinschaft Schweizer Parkettmarkt (ISP) statt. Ein abgekühlter Markt und der Mangel an Lernenden beschäftigt die Bodenlegerbranche auch in diesem Jahr.
mehr
27. Dezember 2021
Grossflächig fugenlose Wandgestaltung im Bad
PaidPost. Der erste Argolite Montage-Leitfaden ist da. Mit dessen Hilfe können Schreinerinnen und Schreiner individuelle Wandverkleidungen im Badezimmer spielend leicht realisieren.
mehr
