Holzverbindungen – so machen es Zimmerer und Schreiner

Holz ist ein tolles Material, mit dem es sich wunderbar arbeiten lässt. Für jeden Holzwerker – ob Zimmermann oder Schreiner – sind Holzverbindungen das A und O. Nur wer sie kennt, kann haltbare Möbel, Dachstühle oder andere Dinge aus Holz herstellen. Ich habe die wichtigsten Holzverbindungen für Sie zusammengetragen und möchte sie kurz vorstellen. Verbindungen aus Stahlblechen wie Flachverbindern, Lochplatten oder Winkelblechen möchte ich hier nicht behandeln.

Das erwartet Sie in diesem Beitrag

• 1. Zimmermannsmäßige Holzverbindungen
  • 1.1. Längsverbindungen
    • Gerades & stehendes Blatt
    • Zapfenstoß & Zapfenblattstoß
    • Gerades & schräges Hakenblatt & Gerberstoß
  • 1.2. Eckverbindungen
    • Eckblatt & Schwalbenschwanzeckblatt & Französisches Blatt
    • Scherzapfen & Verdeckter Scherzapfen & Gehrung mit Schwalbenschwanz
  • 1.3. Verkämmungen
    • Kreuzkamm & Stufenkamm & Schwalbenschwanzkamm
  • 1.4. Querverbindungen
    • Senkrechter & waagerechter Zapfen
    • Brustzapfen & Schwalbenschwanzzapfen
  • 1.5. Schrägverbindungen
    • Stirnversatz & Fersenversatz & doppelter Versatz
    • Schräger Zapfen & schräger Schwalbenschwanzzapfen
• 2. Holzverbindungen des Schreiners
  • Überblattung & Schlitz und Zapfen
  • Dübel & Federn
  • Zinkungen
• Video: Starke Holzverbindungen ohne Schrauben

1. Zimmermannsmäßige Holzverbindungen

Fachwerkhaus, Dachstuhl, Fertighaus – überall kommen Holzverbindungen zum Einsatz. Bei zimmermannsmäßigen Verbindungen sind immer auch die vorherrschenden statischen Verhältnisse zu berücksichtigen – also ob das Holz durch Zugkräfte, Druckkräfte oder Biegekräfte belastet wird.

1.1. Längsverbindungen

Längs- bzw. Längenverbindungen benötigt der Zimmermann, um Bauhölzer  zu stoßen und zu verlängern. Das können Schwellen, Pfetten oder Balken sein. Es ist wichtig, die Kräfteeinwirkungen der Konstruktion zu kennen, um die richtige Längsverbindung zu wählen. Manche der Holzverbindungen können nur Druckkräfte abtragen, andere auch Zugkräfte oder Kräfte durch Verdrehungen.

Gerades & stehendes Blatt

Das gerade Blatt ist die einfachste und am häufigsten verwendete Längsverbindung. Die Verbindung wird in der Regel mit zwei Holznägeln gesichert. Sie kann allerdings nur Druckkräfte aufnehmen und eignet sich daher nur für die Verlängerung horizontaler Bauteile, die auf der ganzen Länge unterstützt werden – zum Beispiel für die Schwelle beim Fachwerkhaus. Eine seitliche Lagesicherung ist notwendig.
Wegen der horizontalen Bauteilfuge besteht ein schlechter konstruktiver Holzschutz, alternativ kommt daher das stehende Blatt zum Einsatz.

Das stehende Blatt funktioniert wie das gerade Blatt, nur dass die Holzbalken einmal um 90 Grad gedreht werden. Dank der vertikalen Fuge kann sich kein Wasser im Bauteil ansammeln. Kommen wir nun zu den etwas komplexeren Holz-Längsverbindungen

Zapfenstoß & Zapfenblattstoß

Der Zapfenstoß eignet sich wie das gerade und stehende Blatt für die Längsverbindung von Schwellen. Das Holz muss auf der ganzen Länge aufliegen. Die Holzverbindung kann nicht nur hohe Druckkräfte, sondern auch Torsionskräfte aufnehmen. Bei der zusätzlichen Sicherung mit Holznägeln kann der Zapfenstoß außerdem Zugkräfte aufnehmen. Die Länge des Zapfens beträgt in der Regel halbe Balkenhöhe, die Breite entspricht einem Drittel Balkenbreite.

Beim Zapfenblattstoß werden Zapfenstoß und gerades Blatt miteinander kombiniert. Die Holzverbindung kommt bei Schwellen zum Einsatz und muss ganzflächig aufliegen. Sie kann hohe Druckkräfte und nicht ganz so hohe Torsions- und Querkräfte aufnehmen. Nachteile sind die teils horizontale Baufuge und der vergleichsweise hohe Arbeitsaufwand, um die Verbindung herzustellen.

Gerades & schräges Hakenblatt & Gerberstoß

Das gerade Hakenblatt ist eine Weiterentwicklung des geraden Blattes. Etwas aufwändiger in der Herstellung, kann es auch leichte Zugkräfte aufnehmen – und zwar ohne Verbinder oder Stahlteile. Bei entsprechender Lagesicherung kann es hohe Druckkräfte aufnehmen. Das gerade Hakenblatt kommt ebenfalls für Holz-Längsverbindungen zum Einsatz – insbesondere für Schwellen.

Beim schrägen Hakenblatt ist der charakteristische Haken in einer Schrägen. Die Herstellung ist entsprechend komplex und erfordert sehr viel Genauigkeit beim Sägen. Die Kraftübertragung wird durch zusätzliche Bolzen mit Unterlegscheibe sichergestellt. Bei falscher Anordnung droht Spaltgefahr. Die Holzverbindung kann insbesondere Querkräfte aufnehmen, aber auch mittelgroße Zugkräfte. Sie kommt bei den horizontalen Pfetten in Dachstühlen zum Einsatz.

Der Gerberstoß ist die letzte Längsverbindung, die ich vorstellen möchte. Ihm fehlt im Vergleich zum schrägen Hakenblatt der Haken. Er eignet sich für die Herstellung frei tragender Stöße und kommt insbesondere zur Ausbildung von Gerberträgern zum Einsatz. Und zwar genau an der Stelle des Momentennullpunktes. Die Verbindung muss auf jeden Fall mit Stahlbolzen verbunden werden, kann aber dann große Querkräfte aufnehmen. Einsatzgebiete sind Mittel- und Firstpfetten von Dachstühlen.

1.2. Eckverbindungen

Eckverbindungen kommen vor allem für die Verbindung von Schwellen, die übereck liegen zum Einsatz. Damit eine dauerhafte Verbindung gewährleistet ist, werden sie in der Regel noch mechanisch gesichert. Wichtig ist vor allem, dass die Auflageflächen sauber ausgearbeitet sind, damit sie vollflächig aufliegen und die Druckkräfte gleichmäßig nach unten weiterleiten.

Eckblatt & Schwalbenschwanzeckblatt & Französisches Blatt

Das Eckblatt ist das Pendant zum geraden Blatt – nur für Eckverbindungen. Es kommt bei unterstützten Ecken wie zum Beispiel Schwellen zum Einsatz. Auf dem Eckblatt steht meist ein Pfosten, der Druckkräfte auf die Holzverbindung überträgt. Die Verbindung lässt sich einfach herstellen, besitzt allerdings durch die waagerechten Lagerfugen einen schlechten konstruktiven Holzschutz. Zumal das für Feuchteschäden anfällige Hirnholz sichtbar ist. Das verdeckte Eckblatt ist hier die Alternative, es ist allerdings sehr aufwändig herzustellen.

Eine Variante des Eckblattes ist das Schwalbenschwanzeckblatt. Es kommt ebenfalls für unterstützte Ecken zum Einsatz, es lässt sich nur mit hohem Aufwand herstellen. Ein Vorteil dieser Holzverbindung ist die gute horizontale Lagesicherung. Nachteile sind die horizontale Bauteilfuge sowie das sichtbare Hirnholz. Als Lösung bietet sich hier ein verdecktes Schwalbeneckblatt an.

Das Französische Blatt ist ebenfalls eine Holz-Eckverbindung und ein Abwandlung des Eckblattes. Die Verbindung besitzt keine geraden, sondern geneigte Kontaktflächen. Das macht die Herstellung zwar schwieriger, dafür schließen sich die Bauteilfugen bei Auflast besser. Das Französische Blatt kann mittlere bis hohe Querkräfte aufnehmen und eignet sich für Schwellen.

Scherzapfen & Verdeckter Scherzapfen & Gehrung mit Schwalbenschwanz

Der Scherzapfen funktioniert wie der Zapfenstoß, nur dass der eine Holzbalken um 90 Grad gedreht wird. So entsteht eine Eckverbindung, die durch seine Gabellagerung ein Verdrehen und vertikales Verschieben des Holzes verhindert. Nachteilig für den konstruktiven Holzschutz sind die horizontale Bauteilfuge und das sichtbare Hirnholz.

Womit wir beim verdeckten Scherzapfen sind, bei dem das Hirnholz durch geschicktes zuschneiden nicht zu sehen ist. Allerdings ist diese Holzverbindung sehr aufwändig herzustellen. An den Einsatzmöglichkeiten ändert sich nichts im Vergleich zum Scherzapfen, die Verbindung eignet sich insbesondere für Eckschwellen.

Eine Gehrung mit Schwalbenschwanz lässt sich nur mit der Maschine und der entsprechenden Schablone herstellen, der Aufwand ist entsprechend hoch. Da das Hirnholz abgedeckt ist, ist ein guter Holzschutz gewährleistet. Außerdem besteht eine horizontale Lagesicherung. Nachteilig ist, dass kein Zapfenloch für einen aufgehenden Eckpfosten möglich ist.

1.3. Verkämmungen

Verkämmungen eignen sich für die Verbindung von zwei Konstruktionshölzern, die quer miteinander verbunden werden und nicht in einer Ebene liegen. Durch das Verkämmen werden die Hölzer vor seitlichem Verschieben oder Verkanten gesichert. Die Konstruktion wird dadurch steifer.

Kreuzkamm & Stufenkamm & Schwalbenschwanzkamm

Mit einem Kreuzkamm lassen sich zwei senkrecht zueinander stehende Balken verbinden – zum Beispiel bei Dächern von Carports oder anderen Balkenlagen. Das Anreißen der Verbindung ist ganz einfach: Die zu verbindenden Holzbalken übereinander legen und anzeichnen, wo sie sich treffen. Jeweils die Ecken verbinden, so dass bei jedem Balken ein Kreuz entsteht. Nun 1/6 der Holzhöhe abtragen, das war es. Wenn die Balken nicht überstehen, besteht allerdings Ausbruchgefahr.

Ebenfalls für Balkenlagen eignet sich der doppelte Kamm bzw. Stufenkamm. Die Herstellung ist nochmals einfacher als beim Kreuzkamm. Die eine Hälfte der Verkämmung wird abgetragen, die andere bleibt stehen. Und umgekehrt beim anderen Balken. Es wird wieder 1/6 der Balkenhöhe entfernt. Auch bei dieser Holzverbindung besteht die Gefahr, dass das überstehende Holz ausbricht.

Diese Gefahr ist beim Schwalbenschwanzkamm verringert. Diese Verbindung ist sehr praktisch, wenn sich die zu verbindenden Hölzer so wenig wie möglich verschieben sollen oder sich bei auftretenden Verschiebungen ineinander verkeilen. Sie kommt bei Balkenlagen, Fachwerk- und Riegelwänden zum Einsatz.

1.4. Querverbindungen

Zapfenverbindungen sind die häufigsten Querverbindungen. Sie werden zum Beispiel dafür verwendet, um Pfetten mit Deckenbalken oder Pfosten mit Schwellen zu verbinden.  Wichtig bei der Ausführung ist vor allem, das Zapfenloch etwa einen Zentimeter tiefer auszustemmen als der Zapfen lang ist. So ist sichergestellt, dass die Druckkraft nicht über den Zapfen, sondern die wesentlich größere Fläche rund um den Zapfen übertragen wird.

Senkrechter & waagerechter Zapfen

Die einfachste Zapfenverbindung ist der senkrechte Zapfen. Er lässt sich mit der Hand recht einfach herstellen und hat ein breites Anwendungsspektrum.  Der einfache Zapfen stellt eine druckfeste und waagerecht unverschiebliche Verbindung dar. Er kommt zum Beispiel als Verbindung von Pfosten mit Schwelle und Pfetten oder eines Wechsels mit Deckenbalken zum Einsatz. Problematisch ist, dass sich Wasser in den Zapfenlöchern ansammeln kann. Der senkrechte Zapfen kann zusätzlich mit einem Holznagel gesichert werden.

Der waagerechte Zapfen kommt hauptsächlich im Fachwerkbau zum Einsatz – und zwar als Haupt-Nebenträger-Verbindung, aber auch zur Verbindung von Balken mit Wechsel. Er stellt eine druckfeste Verbindung dar, die waagerecht und senkrecht unverschieblich ist.

Brustzapfen & Schwalbenschwanzzapfen

Der Brustzapfen ist stabiler als ein einfacher Zapfen und stellt eine druckfeste Verbindung her, die waagerecht und senkrecht unverschieblich ist.  Er kommt beispielsweise bei der Verbindung von Balken mit einem Wechsel zum Einsatz. Wechsel sind Unterbrechungen von Balken, bei denen die aufzunehmenden Lasten auf andere Bauteile abgeleitet werden. Sie werden zum Beispiel bei Treppenöffnungen in der Balkenlage oder beim Einbau von Fenstern und Türen in Holzständer- und Fachwerkwänden zum Einsatz.

Schwalbenschwanzzapfen sind schwierige als Brustzapfen herzustellen und zudem nur mit der Maschine. Diese Holzverbindung kann Querkräfte und geringe Zugkräfte übertragen. Sie kommt ohne Metallteile aus und dient als Querverbindung dem Anschluss von Nebenträgern an Hauptträger. Mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung kann der Schwalbenschwanzzapfen eine tragende Verbindung sein.

1.5. Schrägverbindungen

Bei einer Schrägverbindung treffen zwei Konstruktionshölzer nicht senkrecht, sondern schräg aufeinander. Diese Holzverbindungen werden meist als Versatz realisiert. Die Versatztiefe beträgt abhängig von der Neigung der Strebe zwischen ein Sechstel und ein Viertel der Schwellen- oder Pfostenstärke. Prinzipiell ist die Belastbarkeit sehr hoch, sie ist allerding abhängig von der Länge des Vorholzes. Beträgt sie weniger als 20 Zentimeter, droht ein Abscheren der oberen Holzschichten.

Stirnversatz & Fersenversatz & doppelter Versatz

Der Stirnversatz stellt eine druckfeste Verbindung her und kommt zum Beispiel beim Anschluss einer Strebe an Schwelle oder Rähm zum Einsatz. Die Verbindung lässt sich manuell nur recht aufwändig herstellen. Wichtig ist zudem, dass genügend Vorholzlänge vorhanden ist.  Darunter versteht man die Länge von Einschnitt-Innenkante bis zum Balkenende.

Der Fersenversatz kommt dort zum Einsatz, wo das Vorholz nur sehr kurz sein darf. Zum Beispiel bei der Aussteifung eines Tores. Diese Holzverbindung kann allerdings keine so großen Druckkräfte wie der Stirnversatz abtragen. Außerdem ist die Strebenkraft exzentrisch zur Strebe, so dass eine Biegebeanspruchung entsteht. Um Risse zu vermeiden, darf die Überdeckung der Strebe nicht auf dem Holz aufliegen.

Der doppelte Versatz ist eine Kombination aus Stirn- und Fersenversatz.  Er vereint die Vorteile der beiden anderen Verbindungen in sich: Er besitzt eine hohe Druckspannungsfähigkeit bei reduzierter Vorholzlänge. Allerdings ist die Herstellung sehr aufwändig und es ist eine hohe Präzision erforderlich.

Schräger Zapfen & schräger Schwalbenschwanzzapfen

Der schräge Zapfen eignet sich zum Verbinden und Aussteifen zwischen Pfetten und Pfosten. Wegen des Zapfenlochs ist der Trägerbalken allerdings geschwächt. Der Zapfen sollte ein Drittel der Trägerbreite breit sein. Diese unsichtbare Verbindung gewährleistet eine schnelle Lagesicherung.

Der schräge Schwalbenschwanzzapfen kommt beim Anschluss des Schifter- an den Gratsparren zum Einsatz. Er überträgt Quer- und Zugkräfte. Diese Holzverbindung lässt sich nur maschinell herstellen und für eine tragende Verbindung braucht es eine bauaufsichtliche Zulassung.

2. Holzverbindungen des Schreiners

Die Holzverbindungen des Schreiners sind alle etwas kleiner und filigraner als die des Zimmermanns. Neben der konstruktiven Komponente ist bei sichtbaren Verbindungen auch der gestalterische Aspekt sehr wichtig, schließlich sollen die Möbel schön aussehen. Tischler kennen zum Beispiel Rahmen- und Kasteneckverbindungen, einige davon stelle ich an dieser Stelle kurz vor.

Überblattung & Schlitz und Zapfen

Die Überblattung ist die einfachste Rahmeneckverbindung, allerdings auch die am wenigsten belastbare. Sie muss geklebt und am besten noch zusätzlich mit Stiften oder Schrauben gesichert werden. Die Holzverbindung kommt zum Beispiel bei Zierrahmen oder Fliegenfenstern zum Einsatz.

Wesentlich stabiler sind Schlitz und Zapfen, diese Verbindung kommt bei Fenster– und Möbelrahmen vielfältig zum Einsatz. Abhängig von der Breite des Holzes sind ein oder zwei Zapfen möglich, man spricht dann auch von Doppelzapfen. Die aufrechten Rahmenteile erhalten in der Regel Schlitze, die waagerechten Teile Zapfen. So ist die Verbindung tragfähiger.

Dübel & Federn

Gedübelte Rahmeneckverbindungen sind recht häufig anzutreffen. Hier sind verschiedene Varianten denkbar: Die Hölzer können zum Beispiel stumpf gestoßen oder auf Gehrung geschnitten gedübelt werden, außerdem mit oder ohne Nutzapfen. Wichtig ist hier vor allem, ganz gerade zu bohren, ansonsten wird der Rahmen später schief.

Bei der gefederten Rahmeneckverbindung werden die zu verbindenden Hölzer auf Gehrung geschnitten und mit einer Nut versehen. In die Nut wird eine Feder gesetzt – das kann eine Sperrholz- oder Lamellofeder sein. Durch die Feder entsteht eine Verbindung, die auch größeren Belastungen gewachsen ist.

Zinkungen

Gezinkte Eckverbindungen sind äußerst dekorativ, wobei keilförmige oder gerade Zapfen möglich sind. Diese werden mehrfach verzahnt. Der große Vorteil dieser Holzverbindung liegt darin, dass das Holz zwar quellen und schwinden, aber sich nicht werfen kann. Der Schreiner stellt mit Zinkungen zum Beispiel Schubkästen oder Möbelkorpusse her. Früher wurden sie mit der Hand ausgestemmt, oder geschieht das in der Regel maschinell mit einer Fräse.

Video: Starke Holzverbindungen ohne Schrauben

In dem folgenden Video lernen sie stabile und wieder lösbare Holzverbindungen ohne Schrauben kennen.

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