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Die Erfindung bezieht sich auf ein Bauelement, beispielsweise Baustein, mit drei einzelnen senkrecht zur
Wärmedurchgangsrichtung verlaufenden Schichten in Bauelementgrösse, von denen die beiden äusseren Schichten aus Baustoff und die Innenschichte aus isolierendem, insbesondere wärmedämmendem Material, vorzugsweise
Kunststoff besteht, wobei die zueinander gerichteten Seitenflächen der Aussenschichten durch die Innenschicht ausgefüllte Vertiefungen, vorzugsweise hinterschnittene Nuten aufweisen und auf ein Verfahren zu seiner
Herstellung.
Derartige Bauelemente sind bereits bekannt. So werden dreischichtige Mauersteine erzeugt, deren äussere
Schichten aus granulierter Hochofen- oder Schmelzkammerschlacke, und deren Innenschichten aus einem
Mineralstoff bestehen, wobei die einzelnen Schichten untereinander durch einen Klebstoff oder durch Zement verbunden sind. Zur besseren Isolierung wird dabei zwischen den einzelnen Schichten zusätzlich Folien od. dgl. angeordnet.
Aus der franz. Patentschrift Nr. 1. 506. 554 sind dreischichtige Bauelemente mit einer mittleren, vorgefertigten Isolierschicht mit schwalbenschwanzartigen Vorsprüngen bekannt, die in Nuten der
Aussenschichten aus Beton eingreifen. Zur Herstellung dieser Bauelemente wird die vorgefertigte Isolierschicht in eine Form eingelegt, und die beiden Aussenschichten mit Beton ausgegossen. Der Nachteil dieser Bauelemente liegt nun darin, dass die Haftung zwischen Beton und Isolierschicht gering ist, so dass die Nutenverbindungen die auftretenden Beanspruchungen, Schwerkräfte usw. aufnehmen müssen.
Weiters ist in der österr. Patentschrift Nr. 259206 ein Verfahren zur Herstellung von derartigen Bauelementen beschrieben, nach dem Isoliermasse im plastischen Zustand zwischen Elemente eingepresst werden, die glatte Seitenflächen ohne Nuten aufweisen. Auch hier ist die Stärke der Verbindung der einzelnen Schichten untereinander relativ gering und verhindert nur den Zerfall der Elemente während des Transportes und der
Verlegung.
In der franz. Patentschrift Nr. 1. 520. 431 sind ferner Fassadenelemente mit Zierflächen aus gebranntem Ton und einer Kunststoffüllung beschrieben. Hier dient die Kunststoffüllung nicht der Isolierung, sondern nur der Gewichtsverringerung, da sie nicht Bauelementgrösse aufweist.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung ein Bauelement, insbesondere einen Baustein aus gebranntem Ton herzustellen, der die Vorteile einer durchgehenden Kunststoffisolierschicht aufweist und dabei gleichzeitig eine den statischen Anforderungen genügende Druckfestigkeit besitzt. Insbesondere soll die Wärmedurchgangszahl des Bauelementes so nieder sein, dass trotz eventueller an den Fugen denkbarer Kältebrücken eine optimale Wärmedämmerung des Mauerwerks erzielt wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in einer besonders einfachen und wirtschaftlichen Herstellung des Bauelementes.
Erfindungsgemäss wird nun diese Aufgabe bei einem Bauelement der eingangs erwähnter Art dadurch gelöst, dass die beiden Aussenschichten in an sich bekannter Weise aus gebranntem Ton, und die sie verbindende Innenschicht aus einem, an die beiden zueinander gerichteten Seitenflächen der Aussenschichten angeschäumten Einsatz bestehen.
Unter Bauelement wird hier und im folgenden jeder zur Aufführung eines Mauerwerks geeignete Bauteil verstanden. Dies kann in erster Linie ein Baustein in den üblichen Formaten, jedoch auch ein plattenartiges Wandelement mit grösseren Abmessungen sein. Ferner bedeutet der Ausdruck "Einsatz" nicht nur einen vorgefertigten Teil, der bei der Herstellung des Bauelementes durch eine Nachbehandlung an die Aussenschichten a. l1geschäumt wird, sondern ist vor allem auch so zu verstehen, dass die Isolierschicht im fertigen Bauelement zwischen den beiden Aussenschichten angeordnet ist, und erst bei der Herstellung des Bauelementes gebildet wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, dass der angeschäumte Einsatz aus statisch tragendem Kunststoffschaum, beispielsweise aus geschäumtem Polyurethan besteht.
Das erfindungsgemässe Bauelement vereinigt die bekannten Vorzüge des Ziegels und die guten Dämmeigenschaften der Isolierschicht zu einem Bauelement mit besonders hoher Wärme- und Schalldämmung. Beispielsweise besitzt es bei einer Stärke der beiden Aussenschichten von 5 und 25 cm, und einer Stärke der Isolierschicht aus geschäumten Polyurethan von 5 cm eine Wärmedurchgangszahl von k = 0, 28. Selbstverständlich können alle drei Schichten auch in andern Stärken ausgebildet sein.
Da gebrannter Ton bekanntlich durch seine Porosität eine sehr starke Kapillarwirkung aufweist, bewirkt diese beim Anschäumen der Isolierschicht ein Eindringen des Schaumes in die Kapillaren des Tones und damit eine vollflächige Haftung zwischen Ton und Schaum, die durch die hinterschnittenen Nuten, in die der Schaum eindringt, noch verstärkt wird. Die Zahl und Form der Nuten ist daher auch von geringerer Bedeutung.
Weiters findet durch die Verwendung von gebranntem Ton für die Aussenschichten eine dauernde Entfeuchtung der Isolierschicht statt, die in geringem Mass wasseranziehend ist.
Zur Vermeidung von Kältebrücken an den Stossstellen benachbarter Bauelemente ist es vorteilhaft, wenn zumindest zwei Schichten in mindest einer Richtung zueinander versetzt sind. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Schichten in zwei Richtungen, bzw. dass jede Schicht zur andern versetzt ist.
Ein Verfahren zur Herstellung erfindungsgemässer Bauelemente ist dadurch gekennzeichnet, dass zuerst einzelne Ziegelrohlinge entsprechend den Aussenschichten des Bauelementes mit Vertiefungen bzw.
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hinterschnittenen Nuten an einer Seitenfläche aus Ton geformt und anschliessend gebrannt werden, worauf je zwei der gebrannten Ziegelrohlinge mit ihren genuteten Seitenflächen in an sich bekannter Weise mit Abstand zueinander angeordnet werden, und dass der entstandene Zwischenraum mit Kunststoff ausgeschäumt wird.
Bevorzugt werden mit Kammern beliebigen Querschnitts versehene Ziegelrohlinge in der Grösse beider Aussenschichten des Bauelementes durch Strangpressung geformt und senkrecht zur Wärmedurchgangsrichtung des Bauelementes durchgeschnitten, wobei sich je nach Anordnung des Schnittes und nach dem Querschnitt der Kammern in den Schnittflächen die Vertiefungen bzw. hinterschnittenen Nuten bilden.
Eine andere Ausführung des Verfahrens sieht vor, dass die Ziegelrohlinge durch eine Strangpressvorrichtung mit zwei Mundstücken in unterschiedlichen Grössen erzeugt werden.
Nachstehend wird nun die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher beschrieben, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Ebenso sollen die in den nachstehenden Patentansprüchen angeführten Bezugszeichen keine Einschränkung bedeuten, sondern dienen lediglich dem erleichterten Auffinden bezogener Teile in den Zeichnungen.
Fig. l zeigt ein Schaubild eines erfindungsgemässen Bauelementes, Fig. 2 eine Draufsicht auf zwei aneinandergesetzte Bauelemente und Fig. 3 ein Detail einer Draufsicht auf zwei aneinandergesetzte Bauelemente in einer weiteren Ausführung.
Das erfindungsgemässe Bauelement --1--, das in den Ausführungsbeispielen als Baustein dargestellt ist, weist insgesamt drei Schichten-2, 3, 2'-auf, von denen die beiden Aussenschichten --2,2'-- aus
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statisch tragendem Kunststoffschaum bzw. aus geschäumtem Polyurethan besteht.
Die an die isolierende Innenschicht-3-grenzenden Flächen--4, 4'-der beiden Aussenschichten --2, 2'--werden mit Vertiefungen --5-- versehen, die bevorzugt (Fig. 3) hinterschnittene, beispielsweise im Querschnitt schwalbenschwanzförmige und sich über die gesamte Höhe des Bauelementes--l--erstreckende Nuten --6-- ausgebildet sind. Die beiden Aussenschichten --2, 2'-können mit weiteren Kammern-7- bzw. Hohlräumen versehen sein, wie sie auch bei herkömmlichen Lochziegeln üblich sind (Fig. l und 2), sie können jedoch auch als Vollziegel ausgebildet sein (Fig. 3).
Die Herstellung eines erfindungsgemässen dreischichtigen Bauelementes --1-- mit zwei Aussenschichten --2, 2'--aus gebranntem Ton und einer isolierenden Innenschicht --3-- aus geschäumtem Kunststoff kann beispielsweise nach folgendem Verfahren erfolgen :
Es werden zuerst aus Lehm Ziegelrohlinge mit Kammern--7--beliebigen Querschnittes hergestellt, die an einer Seitenfläche mit Vertiefungen bzw. Nuten versehen sind. Die Rohlinge bilden gebrannt die beiden Aussenschichten--2, 2'--des Bauelementes--l--. Nach dem Brennen werden die beiden Aussenschichten --2, 2'--mit ihren genuteten Seitenflächen in einem zueinander angeordnet, der der Stärke der Innenschicht --3-- entspricht, und der entstandene Zwischenraum mit Kunststoff ausgeschäumt.
Hiezu kann beispielsweise statisch tragender Kunststoffschaum oder geschäumtes Polyurethan Verwendung finden. Durch den in die Nuten - -6-- eingreifenden bzw. sie hintergreifenden Schaum wird die Verbindung verstärkt. Die Rohlinge können dabei getrennt durch eine mit zwei Mundstücken, vorzugsweise unterschiedlicher Grösse ausgetattete Strangpressvorrichtung oder auch in der Grösse beider Aussenschichten--2, 2'--des Bauelementes--l-- hergestellt werden. In diesem Fall werden die ungebrannten Rohlinge hierauf beispielsweise mittels eines Stahldrahtes senkrecht zur Wärmedurchgangsrichtung A des fertigen Bauelementes--l--geschnitten, wobei die Lage des Schnittes beliebig sein kann.
Je nach der Anordnung des Schnittes bzw. nach dem Querschnitt der Kammern --7-- entstehen an den Schnittflächen, die nach dem Brennen die an die Innenschicht-3grenzenden Flächen--4, 4'-- bilden, Nuten--6--die halbrund, rechteckig oder auch schwalbenschwanzförmig sein können.
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beim Transport und der Verarbeitung geschützt ist.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. In gleicher Weise können auch plattenförmige Bauelemente, beispielsweise als vorgefertigte grossflächige Wandteile erzeugt werden. Weiters sind auch isolierende Zwischenwandziegel mit geringer Stärke denkbar, die ebenso wie Verblendungselemente nach der Erfindung hergestellt werden können.