AT526217A1 - Trägerartiges, aus Einzelteilen zusammengeschweißtes Bauelement - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Trägerelement (1) zur Herstellung eines Trägers (9), vorzugsweise Holzträgers, insbesondere zur Verwendung im Leichtbau, umfassend zumindest eine erste Materialschicht (2a) und eine zweite Materialschicht (2b), 5 wobei die erste Materialschicht (2a) und die zweite Materialschicht (2b) durch Reibschweißen miteinander verbunden sind.

Description

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Trägerartiges, aus Einzelteilen zusammenqgeschweißtes Bauelement

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trägerelement zur Herstellung eines Trägers, vorzugsweise Holzträgers, insbesondere zur Verwendung im Leichtbau,

umfassend zumindest eine erste Materialschicht und eine zweite Materialschicht.

[0002] Weiters betrifft die Erfindung einen Träger umfassend ein erstes erfindungsgemäßes Trägerelement und ein zweites erfindungsgemäßes Trägerelement, sowie ein _Konstruktionselement umfassend mehrere

erfindungsgemäße Träger.

[0003] Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des

erfindungsgemäßen Trägerelementes.

Stand der Technik

[0004] Grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt sind Trägerelemente, die zu Trägern zusammengesetzt und so zur Herstellung von Konstruktionselementen verwendet werden können. Solche Konstruktionselemente werden üblicherweise als tragende Baustrukturen verwendet, wobei sie einerseits eine hohe Tragfähigkeit gewährleisten müssen, andererseits aber auch ein geringes Gewicht aufweisen

sollen.

[0005] Die Herstellung solcher Konstruktionselemente gestaltet sich in der Regel aufwändig, zumal dabei in der Regel mehrere Lagen über eine Vielzahl von Stegen, die sich zwischen den einzelnen Lagen erstrecken und in bestimmter Weise geformt sind, etwa doppel-s-förmig, sinusförmig oder zickzack-förmig, miteinander verbunden werden müssen. Diese Verbindungen führen auch zu Einschränkungen hinsichtlich der Materialwahl, da die im Konstruktionselement verwendeten Materialien miteinander kompatibel sein müssen; zudem spielt auch die

Vorbehandlung der einzelnen Lagen und Stege eine Rolle.

[0006] In diesem Zusammenhang besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Trägerelement zur Herstellung eines Trägers der oben beschriebenen Art

bereitzustellen, dessen Fertigung trotz Verwendung mehrerer Einzelteile besonders

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einfach und kostengünstig ist, das aber gleichzeitig auch die Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe bzw. unterschiedlich behandelter Werkstoffe/Einzelteile erlaubt und das sich zudem durch eine hohe Tragfestigkeit und Torsionssteifigkeit auszeichnet. Weitere Aufgaben der Erfindung können aus

der nachfolgenden Beschreibung abgeleitet werden.

Darstellung der Erfindung

[0007] Eine Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Trägerelement zur Herstellung eines Trägers, vorzugsweise Holzträgers, insbesondere zur Verwendung im Leichtbau, umfassend zumindest eine erste Materialschicht und eine zweite Materialschicht, wobei die erste Materialschicht und die zweite Materialschicht, vorzugsweise sämtliche Materialschichten des Trägerelementes,

durch Reibschweißen miteinander verbunden sind.

[0008] Die erste Materialschicht und/oder die zweite Materialschicht besteht dabei insbesondere aus Holz, beispielsweise aus Schnittholz, Furnierschichtholz, Sperrholz, Grobspanplatte und/oder Spanstreifenholz. Dabei können die erste Materialschicht und/oder die zweite Materialschicht selbst aus miteinander verbundenen, Insbesondere miteinander reibverschweißten, Schichten,

vorzugsweise Holzschichten, gefertigt sein.

[0009] Beim Reib(press)schweißen werden zwei Werkstücke unter Druck linear und/oder zirkulär zueinander bewegt, wobei sich die Werkstücke an den Kontaktflächen berühren. Durch die entstehende Reibung kommt es zur Erwärmung und Plastifizierung des Materials. Im Fall von Werkstücken aus Holz wird insbesondere das im Holz enthaltene Lignin auf etwa 180 °C bis 340 °C erhitzt, sodass die Holzstücke an den Kontaktflächen gewissermaßen miteinander verschmelzen. Durch das abrupte Ende der Relativbewegung bei aufrechterhaltenem Druck kommt eine Verbindung zwischen den beiden Werkstücken zustande. Es handelt sich um ein besonders ökologisches Verfahren, da natürlich vorhandene Bindemittel, etwa Lignin, zur Verbindung der beiden Werkstücke genutzt werden und keine zusätzlichen Verbindungsmittel, etwa Klebstoffe, Nägel oder Schrauben, erforderlich sind. Zudem ist die Wärmeeinflusszone deutlich kleiner als bei anderen Schweißverfahren und entsteht

ein sehr feinkörniges Gefüge mit sehr guten Festigkeitseigenschaften der

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Verbindungsstelle(n), sodass durch Reibverschweißen Trägerelemente hergestellt

werden können, die eine hohe Tragfestigkeit und Torsionssteifigkeit aufweisen.

[0010] Durch den schichtweisen Aufbau des erfindungsgemäßen Trägerelementes und die Verwendung des Reibschweißverfahrens zum Verbinden der einzelnen Schichten miteinander ist das Trägerelement auf besonders einfache und zeitsparende Weise herzustellen. Zudem lassen sich Trägerelemente, Träger und

Konstruktionselemente unterschiedlichster Form und Ausgestaltung herstellen.

[0011] Dabei können die einzelnen Lagen eines Konstruktionselementes sowohl parallel als auch quer oder kreuzweise (im Sinne von bis zu 90° bzw. 180° verdreht) orientiert sein. Bei parallelen Lagen kann es sich etwa um geschweißtes Brettschichtholz und geschweißtes Furnierschichtholz handeln; denkbar ist beispielsweise ein Brettschichtholz-Bauteil (Konstruktionselement) mit einem Gurt aus parallel verschweißten Furnierschichtholz. Außerdem können Bretter und Furniere parallel zueinander verschweißt werden, um einen Gurt eines Konstruktionselementes auszubilden. Ein anderes Konstruktionselement lässt sich beispielsweise als Brettsperrholzelement mit einer unteren Lage aus geschweißtem Furnierschichtholz oder Furniersperrholz realisieren. Denkbar ist auch ein Konstruktionselement mit mehreren Lagen aus Brettsperrholz, an welche Lagen beidseitig jeweils eine Lage aus Furnierschichtholz oder Furniersperrholz anschließt. Ebenso lassen sich Konstruktionselemente herstellen, deren Kernlage aus Furnierschichtholz oder Furniersperrholz besteht, an die ein- oder beidseitig Lagen aus verschweißtem Massivholz anschließen. Außerdem lassen sich Materialschichten zu Profilen zusammenschweißen, die beispielsweise einen runden, ovalen oder polygonalen Querschnitt besitzen. Auch Materialschichten mit

gekrümmten Flächen lassen sich auf diese Weise miteinander verbinden.

[0012] Vorzugsweise bestehen die erste Materialschicht und die zweite Materialschicht aus dem gleichen Material; es können aber auch Materialschichten

aus unterschiedlichen Materialien miteinander reibverschweißt werden.

[0013]So können beispielsweise Trägerelemente hergestellt werden, deren außenliegende Materialschichten aus besonders verschleiß- und/oder

witterungsbeständigem Material bestehen und/oder in spezieller Weise behandelt

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wurden, während die innenliegenden Schichten beispielsweise aus besonders

kostengünstigem Material gefertigt sein können.

[0014] Vorzugsweise ist zwischen erster Materialschicht und zweiter Materialschicht eine Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) und/oder

Zellulose-Nano-Fasern, umfassende Verstärkungsschicht angeordnet.

[0015] Durch die Erwärmung, etwa Mittels Stromzufuhr und/oder beim Reibschweißen, verflüssigt sich das Lignin in den Kontaktflächen der Materialschichten, wodurch sich die Kohlenstoffnanoröhren der Verstärkungsschicht zumindest teilweise mit der aufgeschmolzenen Masse der Kontaktflächen füllen. Durch Zwischenlage von Kohlenstoffnanoröhren, ZelluloseNano-Fasern oder anderen Nanopartikeln lässt sich demnach eine verbesserte Zugfestigkeit bzw. Stabilität der Verbindungen zwischen den einzelnen

Materialschichten erzielen.

[0016] Insbesondere liegen die _Kohlenstoffnanoröhren bei linearen Reibbewegungen zumindest teilweise richtungsorientiert vor; bei zirkularen Reibbewegungen ist hingegen eine multiaxiale bis ungerichtete (anisotrope) Ausrichtung der Nanopartikel Kohlenstoffnanoröhren zweckmäßig. Bei einer Ausrichtung, in der das eine Ende einer Kohlenstoffnanoröhre in die erste Materialschicht und das andere Ende in die zweite Materialschicht ragt bzw. bei welcher Ausrichtung Teile der plastifizierten Kontaktflächen beider Materialschichten in und/oder an die Kohlenstoffnanoröhren ein- bzw. angreifen, ist eine verbesserte Zugfestigkeit gewährleistet. Besteht zusätzlich noch eine etwaige parallele Ausrichtung zur linearen Reibbewegung ist die Zugfestigkeit in der Länge gegeben. Kohlenstoffnanoröhren lassen sich im industriellen Maßstab züchten, sind

aber auch als Pulver von verschiedenen Herstellern in Gramm-Mengen erhältlich.

[0017] Sowohl Kohlenstoff als auch Zellulose sind natürliche Bestandteile von Holz, sodass einem aus Holzschichten gefertigten Trägerelement durch Verwendung der Verstärkungsschicht keine Fremdstoffe hinzugefügt werden. Dies hat auch positive Auswirkungen auf die Umweltverträglichkeit des erfindungsgemäßen Trägerelementes. Außerdem lassen sich auf diese Weise verschweißte Lagen nach

Ablauf der Gebrauchszeit durch Wärmezufuhr, etwa durch Beaufschlagen der

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zwischen den Lagen angeordneten Verstärkungsschicht mit Strom, wieder

voneinander trennen und so umweltfreundlich recyceln.

[0018] Besonders bevorzugt weisen die Nanopartikel, etwa die Kohlenstoffnanoröhren oder die Zellulose-Nano-Fasern, einen mittleren Durchmesser im Bereich von 1 bis 100 nm und/oder eine mittlere Länge von 1 bis

100 um, insbesondere weniger als 0,5 m, auf.

[0019] Durch Verwendung derartiger Nanopartikel als Zwischenlage zwischen den einzelnen Materialschichten des Trägerelementes lässt sich die Qualität der Verbindung noch weiter verbessern. Insbesondere kann eine erhebliche

Verbesserung der Zugfestigkeit der Verbindung erreicht werden.

[0020] Vorzugsweise weist die Verstärkungsschicht Verstärkungsfasern auf, insbesondere Kunststofffasern, auf welchen Verstärkungsfasern

Kohlenstoffnanoröhren gezüchtet sind.

[0021] Durch Verwendung einer solchen Verstärkungsschicht können die Kohlenstoffnanoröhren auf besonders einfache Weise zwischen die miteinander zu verbindenden Materialschichten eingebracht und dabei gleichzeitig auch derart orientiert werden, dass eine größtmögliche Verbesserung der strukturellen Integrität

der Verbindung zwischen den beiden Materialschichten erzielt werden kann.

[0022] Vorzugsweise weist die Verstärkungsschicht eine mittlere Dicke zwischen 1 nm und 0,5mm und/oder einen Nanopartikelanteil, insbesondere einen Kohlenstoffnanoröhrenanteil, von mindestens 0,1 Vol.-%, bevorzugt von

mindestens 3 Vol.-%, besonders bevorzugt von 10-30 Vol.-%, auf.

[0023] Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Dimensionierung bzw. Gestaltung der Verstärkungsschicht eine besonders effektive Verbesserung der Verbindung zwischen den reibverschweißten Materialschichten gewährleistet, ohne andere Eigenschaften des Trägerelementes nachteilig zu beeinflussen (etwa die Kompatibilität der erfindungsgemäßen Trägerelemente mit anderen, beispielsweise

im Leichtbau eingesetzten Bauelementen).

[0024] Vorzugsweise sind die erste Materialschicht und die zweite Materialschicht

zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, eben ausgebildet, um die für

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das Reibschweißen zur Verfügung stehenden Kontaktflächen zu maximieren und

dadurch die Qualität der Verbindung der einzelnen Materialschichten zu erhöhen.

[0025] Vorzugsweise sind die erste Materialschicht und die zweite Materialschicht zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, parallel zueinander angeordnet, sodass sich das Reibverschweißen der beiden Materialschichten

besonders einfach gestaltet.

[0026] Vorzugsweise sind die erste Materialschicht und die zweite Materialschicht vollständig bzw. vollflächig miteinander verbunden und/oder sind ihre Kontaktflächen kongruent ausgebildet. Dadurch können Trägerelemente mit

besonders hoher Stabilität erhalten werden.

[0027] Selbstverständlich können die Oberflächen bzw. Kontaktflächen der Materialschichten auch profiliert sein, wobei in diesem Fall eine geeignete Relativbewegung zum Reibverschweißen der Materialschichten gewählt werden muss. Beispielsweise wird im Fall von längsprofilierten Kontaktflächen eine

Linearbewegung in Längsrichtung gewählt werden.

[0028] Vorzugsweise weist das Trägerelement einen ersten Gurt und einen zweiten Gurt auf, wobei erster Gurt und zweiter Gurt durch einen Steg miteinander verbunden sind. Dabei weisen der erste Gurt und der zweite Gurt bevorzugt Materialschichten aus Schnittholz und/oder Furnierschichtholz auf und enthält der Steg Materialschichten aus Holzwerkstoff, insbesondere aus Sperrholz,

Grobspanplatte, Furnierschichtholz und/oder Spanstreifenholz.

[0029] Durch die zwei, über den Steg miteinander verbundenen Gurte lassen sich Trägerelemente mit unterschiedlichster Formgebung herstellen. So kann den konkreten Anforderungen Rechnung getragen werden, die an den Träger bzw. das Konstruktionselement, in dem das Trägerelement verwendet werden soll, gestellt werden; durch Verwendung vergleichsweise dicker Gurte, die mittels filigraner Stege verbunden sind, lassen sich beispielsweise Konstruktionselemente mit hohem Hohlraumanteil herstellen, welcher Hohlraumanteil zwecks Erfüllung spezieller wärmetechnischer und/oder schalltechnischer Anforderungen mit Werkstoff gefüllt sein kann. Dabei können sämtliche Materialschichten des

Trägerelementes miteinander reibverschweißt sein, wodurch die Fertigung des

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Trägerelementes erheblich vereinfacht wird; gleichzeitig ist aber eine komplexe

Formgebung weiterhin möglich.

[0030] Vorzugsweise sind der erste Gurt und/oder der zweite Gurt und/oder der Steg aus mehreren Materialschichten, insbesondere der ersten Materialschicht und der zweiten Materialschicht und gegebenenfalls weiteren Materialschichten, gefertigt, wobei die Materialschichten vorzugsweise paarweise miteinander verbunden sind. Insbesondere kann der erste Gurt aus ersten Materialschichten, der Steg aus zweiten Materialschichten und der zweite Gurt aus dritten Materialschichten gefertigt sein, wobei jeweils die ersten, die zweiten und die dritten Materialschichten paarweise miteinander reibverschweißt sind und wobei eine der zweiten Materialschichten sowohl mit einer der ersten Materialschichten als auch mit einer

der dritten Materialschichten reibverschweißt ist.

[0031] Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Trägerelement schichtweise aufgebaut und können die einzelnen Materialschichten —- in Abhängigkeit der jeweils gewünschten Form des Trägerelementes —- nacheinander reibverschweißt werden. Beispielsweise kann zunächst eine erste Materialschicht bereitgestellt und mit einer zweiten Materialschicht reibverschweißt werden; anschließend wird die zweite mit einer dritten Materialschicht reibverschweißt, um den Steg des Trägerelementes auszubilden. Daraufhin kann die dritte Materialschicht mit einer vierten Materialschicht, die vierte mit einer fünften und die fünfte mit einer sechsten Materialschicht reibverschweißt werden, wobei die vierte, fünfte und sechste Materialschicht gemeinsam den ersten Gurt ausbilden. Schließlich kann die dritte Materialschicht auch noch mit einer siebten Materialschicht, die siebte mit einer achten und die achte mit einer neunten Materialschicht reibverschweißt werden, wobei die siebte, achte und neunte Materialschicht gemeinsam den zweiten Gurt

ausbilden.

[0032] Vorzugsweise liegen eine eine Vorderseite des ersten Gurts ausbildende Materialschicht und eine eine Vorderseite des zweiten Gurts ausbildende Materialschicht in einer ersten Ebene, liegen eine eine Rückseite des ersten Gurts ausbildende Materialschicht und eine eine Rückseite des zweiten Gurts ausbildende Materialschicht in einer zweiten Ebene liegen, und liegt eine eine Rückseite des Steges ausbildende Materialschicht mit ihren beiden endseitigen

Längsabschnitten in der zweiten Ebene und liegt eine eine Vorderseite des Steges

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ausbildende Materialschicht mit ihrem, vorzugsweise genau einen, zwischen ihren endseitigen Längsabschnitten angeordneten mittleren Längsabschnitt in der ersten Ebene. Dabei können die die Rückseite des ersten und zweiten Gurts ausbildenden Materialschichten durch die die Rückseite des Stegs ausbildende Materialschicht ausgebildet sein, wodurch sich eine besonders kompakte und materialsparende

Variante des erfindungsgemäßen Trägers ergibt.

[0033] Durch eine solche Ausbildung erhält das Trägerelement eine Form, die der arabischen Ziffer „3“ ähnelt. Derartige Trägerelemente lassen sich sowohl zu |Trägern, nämlich wenn zwei Trägerelemente Rücken an Rücken zueinander ausgerichtet werden, als auch zu X-Trägern zusammensetzen, nämlich dann, wenn zwei Trägerelemente fronseitig zueinander ausgerichtet werden. Trägerelemente dieser bevorzugten Ausführungsform zeichnen sich somit durch besonders hohe

Flexibilität in Bezug auf die aus ihnen herstellbaren Träger aus.

[0034] Bevorzugt ist eine Dicke des Steges kleiner ist als eine Dicke des ersten Gurtes und/oder eine Dicke des zweiten Gurtes, wobei die Dicke des Steges über seine Längserstreckung vorzugsweise konstant ist. Die Dicke des Steges kann auch entlang dessen Längserstreckung variieren, um dem Trägerelement eine bessere Statik zu verleihen. In einem Träger oder Konstruktionselement können die Stege

der einzelnen Trägerelemente unterschiedliche Stärken bzw. Dicken aufweisen.

[0035] Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird ein guter Kompromiss zwischen hoher Stabilität und geringem Gewicht der aus den Trägerelementen

herstellbaren Träger bzw. Konstruktionselemente erzielt.

[0036] Im Allgemeinen kann die Dicke der Stege von deren Abstand zueinander abhängen, wobei weiter voneinander beabstandete Stege größere Stegdicken aufweisen können. Hohlkastenelemente oder Rippenelemente etwa besitzen nur wenige dicke Stege, wogegen Kielstegelemente oder Trapezstegelemente eine

Vielzahl von dünnen Stegen aufweisen.

[0037] Bevorzugt ist der Steg zumindest abschnittsweise gekrümmt, gebogen

und/oder geknickt.

[0038] Dadurch lassen sich Konstruktionselemente an unterschiedliche

Anforderungen anpassen, indem die Profilgestalt entsprechend gewählt wird.

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Schlussendlich lässt sich durch die Formgebung der Stege eines Konstruktionselementes insbesondere die Kräfteverteilung innerhalb des Konstruktionselementes im Belastungsfall vorgeben. Zudem lassen sich durch entsprechende Wahl der Stegformen beliebig geformte Hohlräume im Inneren des Konstruktionselementes bilden, welche Hohlräume daraufhin mit einem geeigneten Werkstoff oder Dämmstoff gefüllt werden können. Je nach Einsatzzweck, der in einer Erhöhung der Tragfähigkeit, Wärmedämmung, Schallschutz usw. bestehen kann, können die durch die Stege definierten Hohlräume mit verschiedenen

Materialien gefüllt werden, etwa PU-Schaum, Sand, Woll- oder Fasermaterial.

[0039] Bevorzugt ist der Steg durch Reibschweißen mit dem ersten Gurt und/oder dem zweiten Gurt verbunden. Zudem können sämtliche Materialschichten des ersten und zweiten Gurts sowie des Steges (jeweils paarweise) miteinander

reibverschweißt sein.

[0040] Auf diese Weise kann die AHerstellung des erfindungsgemäßen Trägerelementes erheblich vereinfacht werden. Insbesondere können zunächst die beiden Gurte und der Steg hergestellt oder bereitgestellt werden und anschließend miteinander reibverschweißt werden. Eine solche bevorzugte Ausführungsform ermöglicht zudem auch die Verbindung unterschiedlich geformter und/oder vorbehandelter Bauteile (Steg, erster und zweiter Gurt) bzw. auch die Verwendung

unterschiedlicher Materialien.

[0041] Bevorzugt ist ein erster endseitiger Längsabschnitt der die Vorderseite des Steges ausbildenden Materialschicht, vorzugsweise vollflächig, mit der Rückseite des ersten Gurts verbunden und/oder ist ein zweiter endseitiger Längsabschnitt der die Vorderseite des Steges ausbildenden Materialschicht, vorzugsweise vollflächig,

mit der Rückseite des zweiten Gurts verbunden.

[0042] Durch diese, insbesondere durch die vollflächige, Anbindung der Gurte an den Steg, wobei der Steg ein integraler Bestandteil eines der beiden Gurte oder beider Gurte sein kann, kann sichergestellt werden, dass im Belastungsfall eine besonders effektive Kräfteableitung von einer Lage des Konstruktionselementes in eine andere Lage erfolgen kann. Das Trägerelement dieser bevorzugten

Ausführungsform verleiht einem Konstruktionselement somit hohe Stabilität.

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[0043] Eine Aufgabe der Erfindung wird zudem gelöst durch einen Träger umfassend ein erstes Trägerelement gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und ein zweites Trägerelement gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, wobei das erste Trägerelement und das zweite Trägerelement, vorzugsweise unmittelbar, aneinander und/oder ineinander angeordnet und, insbesondere durch Reibschweißen, miteinander verbunden sind. Vorzugsweise sind das erste Trägerelement und das zweite Trägerelement dabei entweder an ihren Vorderseiten oder an ihren Rückseiten miteinander verbunden,

insbesondere reibverschweißt.

[0044] Auf diese Weise lassen sich aus den zuvor dargestellten erfindungsgemäßen Trägerelementen Träger herstellen, welche Träger in weiterer Folge zur Herstellung von Konstruktionselementen, die unterschiedlichen Anforderungen genügen, verwendet werden können. Abhängig von der Form des Trägerelementes, insbesondere von der Formgebung des Steges, lassen sich durch front- oder rückseitiges Aneinanderreihen zweier Trägerelemente Träger mit unterschiedlichen Profilen herstellen. Insbesondere kann durch front- bzw. stirnseitige Verbindung zweier Trägerelemente, die (im Querschnitt) der Form der arabischen Ziffer „3“ ähneln (weiter oben beschrieben), ein X-Träger erhalten; durch rückseitiges Verbinden zweier Trägerelemente derselben Ausgestaltung lässt sich hingegen eine |-Träger erhalten. Ein wesentlicher Vorteil, der sich bei der Herstellung solcher Träger ergibt, besteht darin, dass die Träger durch Reibverschweißen zweier oder mehrerer Trägerelemente auf einfache und zeitsparende Weise erfolgen kann; wie bereits weiter oben erläutert, erfordert diese Verbindungstechnik keinerlei zusätzliche Verbindungsmittel (etwa Klebstoffe, Schrauben, Niete oder Nägel) und erlaubt zudem die Verbindung von Trägern, die aus unterschiedlichen Materialien

gefertigt und/oder unterschiedlich vorbehandelt, etwa beschichtet, wurden.

[0045]Eine Aufgabe der Erfindung wird zudem gelöst durch ein Konstruktionselement umfassend mehrere Träger gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, wobei die Träger aneinander und/oder ineinander angeordnet und, insbesondere durch Reibschweißen, miteinander verbunden sind. Dabei können die nebeneinander angeordneten ersten Gurte eine

erste Lage und die nebeneinander angeordneten zweiten Gurte eine zweite Lage

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des Konstruktionselementes bilden und können die erste Lage und die zweite Lage

durch die Stege der Trägerelemente voneinander beabstandet sein.

[0046] Ein solches Konstruktionselement besteht demnach aus mehreren Trägern, die durch Reibschweißen miteinander verbunden sein können. Da aber auch bereits die Träger selbst aus mehreren, insbesondere zwei, Trägerelementen bestehen, die miteinander reibverschweißt sind, und da außerdem die Trägerelemente aus mehreren Materialschichten bestehen, die ebenfalls miteinander reibverschweißt sind, können die erfindungsgemäßen Konstruktionselemente frei von Fremdstoffen, insbesondere ausschließlich aus Holz, hergestellt werden. Darüber hinaus zeichnet sich das Konstruktionselement, das schlussendlich aus einer Vielzahl miteinander reibverschweißter Materialschichten, insbesondere Holzschichten, besteht, durch eine hohe Torsionssteifigkeit sowie durch eine hohe Tragfähigkeit aus und ist

zudem auf besonders einfache Weise herzustellen.

[0047] Erfindungsgemäß ergibt sich demnach ein Konstruktionselement mit einer ersten Lage und einer zweiten Lage, wobei die beiden Lagen unter Ausbildung einer Hohlstruktur durch zumindest einen Steg, vorzugsweise mehrere Stege, miteinander verbunden sind. Dabei wird die erste Lage durch die aneinandergereihten ersten Gurte der Trägerelemente gebildet und wird die zweite Lage durch die aneinandergereihten zweiten Gurte der Trägerelemente gebildet. Die beiden Lagen sind dabei mittels der Stege der Trägerelemente voneinander beabstandet, sodass zwischen der ersten Lage und der zweiten Lage ein Hohlraum entsteht, welcher Hohlraum durch die Stege segmentiert ist. Vorzugsweise sind die erste Lage und die zweite Lage (im Wesentlichen) parallel zueinander ausgerichtet; dabei können die Materialschichten der einzelnen Trägerelemente zumindest abschnittsweise quer, insbesondere orthogonal, zu der Orientierung der ersten und zweiten Lage angeordnet sein. Je nach Ausformung der Stege der Trägerelemente können die Materialschichten, aus denen die Stege gebildet sind, zumindest abschnittsweise quer, insbesondere orthogonal, zu einer Ebene der ersten und/oder zweiten Lage verlaufen; zudem können die Materialschichten, aus denen die Stege gebildet sind, zumindest abschnittsweise parallel zu jenen Materialschichten verlaufen, aus denen der erste Gurt und der zweite Gurt gebildet ist. Solche Konstruktionselemente, die insbesondere als Decken- oder Wandelemente

einsetzbar sind, können aufgrund der Verwendung der erfindungsgemäßen Träger

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bzw. Trägerelemente auf einfache Weise hergestellt und, je nach den konkreten

Anforderungen des jeweiligen Einsatzzwecks, unterschiedlich ausgestaltet sein.

[0048] Vorzugsweise treffen die bisher in Bezug auf die erste Materialschicht und die zweite Materialschicht getätigten Aussagen sinngemäß auf mehrere, vorzugsweise sämtliche, Materialschichten des erfindungsgemäßen Trägerelementes zu. Insbesondere können sämtliche Materialschichten eines Trägerelementes, sämtliche Trägerelemente eines Trägers sowie sämtliche Träger eines Konstruktionselementes miteinander reibverschweißt sein. Dabei können einzelne oder sämtliche Materialschichten bzw. Trägerelemente bzw. Träger unter Zwischenlage einer Verstärkungsschicht und/oder von Nanopartikeln, insbesondere Kohlenstoffnanoröhren und/oder Zellulose-Nano-Fasern, miteinander verbunden

sein.

[0049] Eine Aufgabe der Erfindung wird zudem gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Trägerelementes, umfassend zumindest die

folgenden Schritte: a. Bereitstellen einer ersten Materialschicht und einer zweiten Materialschicht;

b. Verbinden der ersten Materialschicht und der zweiten Materialschicht mittels Reibschweißen, wobei die erste Materialschicht und die zweite Materialschicht eine Linear- und/oder Zirkularrelativbewegung ausführen, während sie mit einer Normalkraft aneinandergepresst werden, wobei ein Betrag der Normalkraft während des Reibschweißens konstant gehalten

oder, vorzugsweise periodisch, variiert wird;

c. gegebenenfalls Wiederholen der Schritte a und b mit weiteren Materialschichten, um das Trägerelement in der gewünschten Form

herzustellen.

[0050] Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass insbesondere durch Variieren der Normalkraft, welche Normalkraft während des Reibschweißens auf die erste und/oder die zweite Materialschicht wirkt, eine besonders widerstandsfähige und stabile Verbindung zwischen den beiden Materialschichten hergestellt werden kann. Als besonders vorteilhaft erweist sich die erfindungsgemäße Herstellung von

Trägerelementen im Zusammenhang mit Materialschichten, deren Kontaktflächen

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eben oder kongruent ausgebildet sind. Allerdings funktioniert das erfindungsgemäße Verfahren auch bei Verwendung von Materialschichten, deren Kontaktflächen Unebenheiten aufweisen, vorausgesetzt, die Materialschichten werden mit einer ausreichend hohen Normalkraft beaufschlagt. Insbesondere können auch gekrümmte Materialschichten bzw. Materialschichten mit gekrümmten Kontaktflächen miteinander reibverschweißt werden. Durch diese Flexibilität in der Verbindung unterschiedlicher Materialschichten oder Materialstücke erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung von Trägerelementen mit unterschiedlichster Formgebung und/oder verschiedenen Materialien und/oder

unterschiedlich behandelten Materialschichten oder -stücken.

[0051] Bevorzugt wird vor Schritt b zwischen erster Materialschicht und zweiter Materialschicht eine Verstärkungsschicht angeordnet, wobei die Verstärkungsschicht Verstärkungsfasern aufweist, welche Verstärkungsfasern als Kunststofffasern vorliegen, auf welchen Kunststofffasern Kohlenstoffnanoröhren gezüchtet sind, und/oder wobei die Verstärkungsschicht in einer Flüssigkeit oder einem Flüssigkeitsgemisch vorliegende Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoffnanoröhren und/oder Zellulose-Nano-Fasern, enthält. Alternativ können Kohlenstoffnanoröhren und/oder Zellulose-Nano-Fasern auch in Form eines Pulvers auf die Kontaktfläche der ersten und/oder der zweiten Materialschicht aufgebracht werden, bevor die beiden AMaterialschichten miteinander reibverschweißt werden. Zusätzlich oder alternativ können die Verstärkungsschicht und/oder eine oder beide der Kontaktflächen der Materialschichten vor Schritt b erwärmt werden, um die Verbindung von erster und zweiter Materialschicht zu

verbessern bzw. zu erleichtern.

[0052] Dadurch lässt sich eine besonders stabile Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Materialschicht erzielen. Durch die Erwärmung beim Reibschweißen und/oder durch die Erwärmung der Kohlenstoffnanoröhren, etwa durch Erhitzung der Verstärkungsschicht mittels Stromzufuhr, verflüssigt sich das Lignin in den Kontaktflächen der Materialschichten, wodurch sich die Kohlenstoffnanoröhren der Verstärkungsschicht zumindest teilweise mit der aufgeschmolzenen Masse der Kontaktflächen füllen. Durch Zwischenlage von Kohlenstoffnanoröhren, Zellulose-Nano-Fasern oder anderen Nanopartikeln lässt

sich demnach eine verbesserte Zugfestigkeit bzw. Stabilität der Verbindungen

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zwischen den einzelnen Materialschichten erzielen. Durch die Erhitzung einer auf zumindest einer Lage oder zumindest eine Kontaktfläche aufgetragenen Suspension umfassend Kohlenstoffnanoröhren, beispielsweise mittels Stromzufuhr, kann die Oberfläche erweicht werden, ohne die Zellstruktur des

Holzes zu zerstören.

[0053] Insbesondere liegen die _Kohlenstoffnanoröhren bei linearen Reibbewegungen zumindest teilweise richtungsorientiert vor; bei zirkularen Reibbewegungen ist hingegen eine multiaxiale bis ungerichtete (anisotrope) Ausrichtung der Nanopartikel Kohlenstoffnanoröhren zweckmäßig. Bei einer Ausrichtung, in der das eine Ende einer Kohlenstoffnanoröhre in die erste Materialschicht und das andere Ende in die zweite Materialschicht ragt bzw. bei welcher Ausrichtung die plastifizierten Kontaktflächen beider Materialschichten in und/oder an die Kohlenstoffnanoröhren ein- bzw. angreifen, ist eine verbesserte Zugfestigkeit gewährleistet. Besteht zusätzlich noch eine etwaige parallele Ausrichtung zur linearen Reibbewegung ist die Zugfestigkeit in der Länge gegeben. Kohlenstoffnanoröhren lassen sich im industriellen Maßstab züchten, sind aber auch als Pulver von verschiedenen Herstellern in Gramm-Mengen erhältlich. Sowohl Kohlenstoff als auch Zellulose sind natürliche Bestandteile von Holz, sodass einem aus Holzschichten gefertigten Trägerelement durch Verwendung der Verstärkungsschicht keine Fremdstoffe hinzugefügt werden. Dies hat auch positive Auswirkungen auf die Umweltverträglichkeit des erfindungsgemäßen

Trägerelementes.

[0054] Sinngemäß treffen sämtliche obige Ausführungen zum Trägerelement auch auf den Träger, das Konstruktionselement sowie auf das Verfahren zur Herstellung

eines erfindungsgemäßen Trägerelementes zu.

[0055] Anders als bei Klebern (Leim) härten CNTs nicht aus und können, solange

sie nicht verunreinigt sind, wiederverwendet werden.

[0056]Da CNTs sowohl mit niedrigen Ladungen als auch hohen Strömen beaufschlagbar sind, lässt sich deren Temperatur sehr gut steuern. Erfindungsgemäße Trägerelemente können dabei auch als Flächenheizung eingesetzt werden. Insbesondere können die CNTs in eine Dispersion überführt

werden und auf diese Weise, mit gängigen Auftragsverfahren, auf eine oder beide

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Kontaktflächen der miteinander zu verbindenden Materialschichten appliziert werden. Durch ihre elektrischen Eigenschaften kann diese Dünnschicht, welche Dünnschicht die Verstärkungsschicht ausbilden kann, als Flächenheizelement eingesetzt werden. Folglich können Wände, Decken oder Böden mittels der

erfindungsgemäßen Konstruktionselemente geheizt werden.

[0057]Da CNTs leitfähig sind, lassen sich mittels der erfindungsgemäßen Trägerelemente auch Abschirmungen elektromagnetischer Felder in einem sehr

breiten Frequenzbereich realisieren.

Kurzbeschreibung der Figuren

[0058] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Ausführungen und die Figuren, auf die dabei Bezug genommen wird, sind beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber weder

einengen noch abschließend wiedergeben. Dabei zeigen

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Trägerelement in schematischer Darstellung

Fig.2 einen ersten erfindungsgemäßen Träger in schematischer Darstellung

Fig.3 einen zweiten erfindungsgemäßen Träger in _schematischer Darstellung

Fig.4 ein erfindungsgemäßes Konstruktionselement in schematischer

Darstellung

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0059] Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Trägerelementes 1, welches Trägerelement 1 aus einer Vielzahl von Materialschichten 2, 2a, 2b zusammengesetzt ist. Die Materialschichten 2a, 2b sind paarweise miteinander reibverschweißt. Demnach ist eine Materialschicht 2 mit einer ersten Materialschicht 2a verbunden, die erste Materialschicht 2a mit der zweiten Materialschicht 2b, die zweite Materialschicht 2b mit einer weiteren Materialschicht 2, usw. Dabei kann zwischen oder auf Kontaktflächen dieser Materialschichten 2, 2a, 2b eine Verstärkungsschicht umfassend Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoffnanoröhren und/oder Zellulose-Nano-Fasern, vorgesehen

sein.

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[0060] Das in Fig. 1 dargestellte Trägerelement 1 weist einen ersten Gurt 4a und einen zweiten Gurt 4b auf, wobei erster Gurt 4a und zweiter Gurt 4b durch einen Steg 3 miteinander verbunden sind. Dabei liegen eine eine Vorderseite 5a des ersten Gurts 4a ausbildende Materialschicht 2 und eine eine Vorderseite 5b des zweiten Gurts 4b ausbildende Materialschicht 2 in einer ersten Ebene, und liegen eine eine Rückseite 6a des ersten Gurts 4a ausbildende Materialschicht 2 und eine eine Rückseite 6b des zweiten Gurts 4b ausbildende Materialschicht 2 in einer zweiten Ebene. Eine eine Rückseite 7 des Steges 3 ausbildende Materialschicht 2 liegt mit ihren beiden endseitigen Längsabschnitten in der zweiten Ebene und eine eine Vorderseite 8 des Steges 3 ausbildende Materialschicht 2 liegt mit ihrem zwischen ihren endseitigen Längsabschnitten angeordneten mittleren Längsabschnitt in der ersten Ebene. Dabei sind die die Rückseiten 6a, 6b des ersten und zweiten Gurts 4a, 4b ausbildenden Materialschichten 2 durch die die Rückseite 7 des Stegs 3 ausbildende Materialschicht 2 ausgebildet, sodass Gurte 4a, 4b und Steg 3 integral miteinander ausgebildet sind. Das Trägerelement 1 weist somit — insbesondere aufgrund der gekrümmten, gebogenen und/oder geknickten

Ausführung des Steges 3 — eine Form auf, die der arabischen Ziffer „3“ ähnelt.

[0061] Aus Fig. 1 ist auch ersichtlich, dass der obere endseitige Längsabschnitt der die Vorderseite 8 des Steges 3 ausbildenden Materialschicht 2, 2a, 2b vollflächig mit der Rückseite 6a des ersten Gurts 4a verbunden ist und dass der untere endseitige Längsabschnitt der die Vorderseite 8 des Steges 3 ausbildenden Materialschicht 2, 2a, 2b vollflächig mit der Rückseite 6b des zweiten Gurts 4b

reibverschweißt ist.

[0062] Zwei erfindungsgemäße Trägerelemente 1 lassen sich sowohl zu einem |Träger zusammensetzen, nämlich idem zwei Trägerelemente 1 mit ihren Rückseiten 6a, 6b, 7 zueinander ausgerichtet und miteinander verbunden werden, als auch zu einem X-Träger, nämlich idem zwei Trägerelemente 1 mit ihren Vorderseiten 5a, 5b, 8 zueinander ausgerichtet und miteinander verbunden werden. In Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel eines als 1-Träger ausgeführten erfindungsgemäßen Trägers 9 und in Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines als X-

Träger ausgeführten erfindungsgemäßen Trägers 9 abgebildet.

[0063]Um die beiden Trägerelemente 1 fronseitig miteinander zu verbinden,

können jene Materialschichten 2 der beiden Trägerelemente 1, welche

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Materialschichten 2 jeweils die Vorderseite 5a des ersten Gurts 4a, die Vorderseite 5b des zweiten Gurts 4b sowie die Vorderseite 8 des Steges 3 ausbilden, miteinander reibverschweißt werden; die beiden Trägerelemente 1 sind dann im Bereich ihrer ersten Gurte 4a, im Bereich ihrer zweiten Gurte 4b sowie im Bereich der mittleren Längsabschnitte ihrer Stege 3 miteinander verbunden. Analog können, um die beiden Trägerelemente 1 rückseitig miteinander zu verbinden, jene Materialschichten 2 der beiden Trägerelemente 1, welche Materialschichten 2 Jeweils die Rückseite 6a des ersten Gurts 4a, die Rückseite 6b des zweiten Gurts 4b sowie die Rückseite 7 des Steges 3 ausbilden, miteinander reibverschweißt werden; die beiden Trägerelemente 1 sind dann im Bereich ihrer ersten Gurte 4a

und im Bereich ihrer zweiten Gurte 4b miteinander verbunden.

[0064] In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines aus mehreren Trägern 9 aufgebauten Konstruktionselementes 10 dargestellt. Ein solches Konstruktionselement 10, das als tragende Baustruktur im Leichtbau, etwa als Wand- oder Deckenelement, eingesetzt werden kann, umfasst mehrere — hier: 12 — Träger 9, genauer gesagt I-Träger der oben beschriebenen Art, welche Träger 9 paarweise miteinander reibverschweißt sind. Dementsprechend ist ein erster mit einem zweiten Träger 9 verbunden, der zweite mit einem dritten Träger 9, der dritte mit einem vierten Träger 9, usw. Dabei sind jeweils zwei Träger 9 jeweils an drei Stellen miteinander verbunden, nämlich im Bereich der Vorderseiten 5a der ersten Gurte 4a, der Vorderseiten 5b der zweiten Gurte 4b und im Bereich der Vorderseiten 8 der Stege 3 zweier Trägerelemente 1, welche Trägerelemente 1 jeweils zu einem der beiden Träger 9 gehören. Dadurch bilden die nebeneinander angeordneten ersten Gurte 4a eine erste Lage 11a und die nebeneinander angeordneten zweiten Gurte 4b eine zweite Lage 11b des Konstruktionselementes 10 aus, wobei die erste Lage 11a und die zweite Lage 11b durch die Stege 3 der Trägerelemente 1 bzw.

Träger 9 voneinander beabstandet sind.

[0065] Die Materialschichten 2, 2a, 2b und/oder der Träger 9 und/oder das Konstruktionselement 10 können aus Holz, insbesondere aus Schnittholz, Furnierschichtholz, Sperrholz, Grobspanplatte und/oder Spanstreifenholz, bestehen. Dabei kann sich das Material einzelner Materialschichten 2, 2a, 2b aber unterscheiden und/oder einzelne Materialschichten 2, 2a, 2b können in

unterschiedlicher Weise vorbehandelt sein.

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[0066] Die Verstärkungsschicht kann als Dispersion oder Suspension von Nanopartikeln, beispielsweise Kohlenstoffnanoröhren, zwischen den einzelnen Materialschichten 2, 2a, 2b, zwischen einzelnen Trägerelementen 1 eines Trägers 9 und/oder zwischen den einzelnen Trägern 9 eines Konstruktionselementes 10 auf eine oder mehrere der entsprechenden Kontaktflächen aufgebracht werden, bevor die Materialschichten 2, 2a, 2b, die Trägerelemente 1 oder die Träger 9 miteinander verbunden werden. Durch die Nanopartikel wird die durch das Reibschweißen

hergestellte Verbindung verbessert.

[0067] Wie aus den Figuren erkennbar, weisen die Stege 3 der Trägerelemente 1 dieselbe Dicke bzw. Stärke auf; konkret umfassen die Stege 3 der dargestellten Trägerelemente 1 jeweils drei Materialschichten 2, 2a, 2b derselben Stärke. Außerdem ist die Dicke oder Stärke der Stege 3 der einzelnen Trägerelemente 1 über die gesamte Länge der Stege 3 konstant. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Stärke einzelner Stege 3 eines Konstruktionselementes 10 oder eines Trägers 9 untereinander, und/oder die Stärke eines Steges 3 entlang dessen Längserstreckung varlieren. Um ein erfindungsgemäßes Trägerelement 1 herzustellen, werden zunächst die erste Materialschicht 2a und die zweite Materialschicht 2b her- oder bereitgestellt; anschließen werden die beiden Materialschichten 2a, 2b -— gegebenenfalls unter Zwischenlage der Verstärkungsschicht — miteinander verbunden, indem die erste Materialschicht 2a und die zweite Materialschicht 2b aneinandergepresst werden und dabei eine Relativbewegung ausführen; nach einer geeigneten Fügedauer wird die Relativbewegung und die Krafteinwirkung beendet. Weitere Materialschichten 2 können mit der ersten Materialschicht 2a oder der zweiten Materialschicht 2b sowie mit anderen Materialschichten 2 in derselben Weise verbunden werden. Im Resultat wird ein Trägerelement 1 beliebiger Ausformung aus zumindest zwei, aber zumeist mehr als zwei, insbesondere aus 10 bis 15 einzelnen Materialschichten hergestellt, welches Trägerelement 1 zur Herstellung eines Trägers 9 sowie eines Konstruktionselementes 10 der oben beschriebenen Art bestens geeignet ist, dessen Fertigung trotz Verwendung mehrerer Einzelteile besonders einfach, zeitsparend und kostengünstig ist, das aber gleichzeitig auch die Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe bzw. unterschiedlich behandelter Werkstoffe/Einzelteile erlaubt und das sich zudem durch eine hohe Tragfestigkeit

und Torsionssteifigkeit auszeichnet.

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Bezugszeichenliste

2a

2b

4a

4b

ba

5b

6a

6b

10

11a

11b

Trägerelement Materialschicht

erste Materialschicht

zweite Materialschicht

Steg

erster Gurt

zweiter Gurt

Vorderseite des ersten Gurts Vorderseite des zweiten Gurts Rückseite des ersten Gurts Rückseite des zweiten Gurts Rückseite des Steges Vorderseite des Steges Träger Konstruktionselement

erste Lage

zweite Lage

21003P-AT

Claims (21)

15 20 25 20/24 21003P-AT Patentansprüche

1. Trägerelement (1) zur Herstellung eines Trägers (9), vorzugsweise Holzträgers, insbesondere zur Verwendung im Leichtbau, umfassend zumindest eine erste Materialschicht (2a) und eine zweite Materialschicht (2b), wobei die erste Materialschicht (2a) und die zweite Materialschicht (2b) durch Reibschweißen

miteinander verbunden sind.

2. Trägerelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Materialschicht (2a) und/oder die zweite Materialschicht (2b) aus Holz, insbesondere aus Schnittholz, Furnierschichtholz, Sperrholz, Grobspanplatte

und/oder Spanstreifenholz, besteht.

3. Trägerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Materialschicht (2a) und die zweite Materialschicht

(2b) aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen.

4. Trägerelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen erster Materialschicht (2a) und zweiter Materialschicht (2b) eine Nanopartikel, insbesondere Kohlenstoffnanoröhren

und/oder Zellulose-Nano-Fasern, umfassende Verstärkungsschicht angeordnet ist.

5. Trägerelement (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel einen mittleren Durchmesser im Bereich von 1 bis 100 nm und/oder

eine mittlere Länge von weniger als 0,5 m aufweisen.

6. Trägerelement (1) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsschicht Verstärkungsfasern aufweist, insbesondere Kunststofffasern, auf welchen Verstärkungsfasern

Kohlenstoffnanoröhren gezüchtet sind.

7. Trägerelement (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsschicht eine mittlere Dicke zwischen 1 nm und 0,5mm und/oder einen Nanopartikelanteil, nämlich insbesondere einen Kohlenstoffnanoröhrenanteil, von mindestens 0,1 Vol.-%, bevorzugt von

mindestens 3 Vol.-%, aufweist.

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8. Trägerelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Materialschicht (2a) und die zweite Materialschicht (2b) zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, eben ausgebildet und/oder parallel zueinander angeordnet und/oder vollflächig miteinander

verbunden sind und/oder ihre Kontaktflächen kongruent sind.

9. Trägerelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen ersten Gurt (4a) und einen zweiten Gurt (4b) aufweist, wobei erster Gurt (4a) und zweiter Gurt (4b) durch einen Steg (3) miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise der erste Gurt (4a) und der zweite Gurt (4b) Materialschichten (2) aus Schnittholz und/oder Furnierschichtholz aufweisen und vorzugsweise der Steg (3) Materialschichten (2) aus Holzwerkstoff, besonders bevorzugt aus Sperrholz, Grobspanplatte, Furnierschichtholz und/oder

Spanstreifenholz, aufweist.

10. Trägerelement (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gurt (4a) und/oder der zweite Gurt (4b) und/oder der Steg (3) aus mehreren Materialschichten (2), insbesondere der ersten Materialschicht (2a) und der zweiten Materialschicht (2b) und gegebenenfalls weiteren Materialschichten (2), gefertigt sind, wobei die Materialschichten (2) vorzugsweise paarweise miteinander

verbunden sind.

11. Trägerelement (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass

- eine eine Vorderseite (5a) des ersten Gurts (4a) ausbildende Materialschicht (2) und eine eine Vorderseite (5b) des zweiten Gurts (4b)

ausbildende Materialschicht (2) in einer ersten Ebene liegen, dass

- eine eine Rückseite (6a) des ersten Gurts (4a) ausbildende Materialschicht (2) und eine eine Rückseite (6b) des zweiten Gurts (4b)

ausbildende Materialschicht (2) in einer zweiten Ebene liegen, und dass

- eine eine Rückseite (7) des Steges (3) ausbildende Materialschicht (2) mit ihren beiden endseitigen Längsabschnitten in der zweiten Ebene liegt und eine eine Vorderseite (8) des Steges (3) ausbildende Materialschicht (2) mit ihrem, vorzugsweise genau einen, zwischen ihren endseitigen Längsabschnitten angeordneten mittleren Längsabschnitt in der ersten

Ebene liegt.

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12. Trägerelement (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke des Steges (3) kleiner ist als eine Dicke des ersten Gurtes (4a) und/oder eine Dicke des zweiten Gurtes (4b), wobei die Dicke des Steges (3) über seine

Längserstreckung vorzugsweise konstant ist.

13. Trägerelement (1) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite (6a) des ersten Gurts (4a) und die Rückseite (6b) des zweiten Gurts (4b) durch die die Rückseite (7) des Steges (3) ausbildende Materialschicht (2) ausgebildet sind.

14. Trägerelement (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (3) zumindest abschnittsweise gekrümmt, gebogen

und/oder geknickt ist.

15. Trägerelement (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (3) durch Reibschweißen mit dem ersten Gurt (4a)

und/oder dem zweiten Gurt (4b) verbunden ist.

16. Trägerelement (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster endseitiger Längsabschnitt der die Vorderseite (8) des Steges (3) ausbildenden Materialschicht (2), vorzugsweise vollflächig, mit der Rückseite (6a) des ersten Gurts (4a) verbunden ist und/oder ein zweiter endseitiger Längsabschnitt der die Vorderseite (8) des Steges (3) ausbildenden Materialschicht (2), vorzugsweise vollflächig, mit der Rückseite (6b) des zweiten Gurts (4b)

verbunden ist.

17. Träger (9) umfassend ein erstes Trägerelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und ein zweites Trägerelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Trägerelement (1) und das zweite Trägerelement (1), vorzugsweise unmittelbar, aneinander und/oder ineinander

angeordnet und, insbesondere durch Reibschweißen, miteinander verbunden sind.

18. Träger (9) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trägerelement (1) und das zweite Trägerelement (1) entweder an ihren Vorderseiten (5a, 5b, 8) oder an ihren Rückseiten (6a, 6b, 7) miteinander verbunden

sind.

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19. Konstruktionselement (10) umfassend mehrere Träger (9) nach einem der Ansprüche 17 oder 18, wobei die Träger (9) aneinander und/oder ineinander angeordnet und, insbesondere durch Reibschweißen, miteinander verbunden sind, wobei besonders bevorzugt die nebeneinander angeordneten ersten Gurte (4a) eine erste Lage (11a) und die nebeneinander angeordneten zweiten Gurte (4b) eine zweite Lage (11b) ausbilden und die erste Lage (11a) und die zweite Lage (11a)

durch die Stege (3) der Trägerelemente (1) voneinander beabstandet sind.

20. Verfahren zur Herstellung eines Trägerelementes (1) nach einem der

Ansprüche 1 bis 16, umfassend zumindest die folgenden Schritte:

a. Bereitstellen einer ersten Materialschicht (2a) und einer zweiten Materialschicht (2b);

b. Verbinden der ersten Materialschicht (2a) und der zweiten Materialschicht (2b) mittels Reibschweißen, wobei die erste Materialschicht (2a) und die zweite Materialschicht (2b) eine Linear- und/oder Zirkularrelativbewegung ausführen, während sie mit einer Normalkraft aneinandergepresst werden, wobei ein Betrag der Normalkraft während des Reibschweißens konstant

gehalten oder, vorzugsweise periodisch, variiert wird;

c. gegebenenfalls Wiederholen der Schritte a und b mit weiteren Materialschichten (2), um das Trägerelement (1) in der gewünschten Form

herzustellen.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass vor Schritt b zwischen erster Materialschicht (2a) und zweiter Materialschicht (2b) eine Verstärkungsschicht angeordnet wird, wobei die _Verstärkungsschicht Verstärkungsfasern aufweist, welche Verstärkungsfasern als Kunststofffasern vorliegen, auf welchen Kunststofffasern Kohlenstoffnanoröhren gezüchtet sind, und/oder wobei die Verstärkungsschicht in einer Flüssigkeit oder einem

Flüssigkeitsgemisch vorliegende Nanopartikel enthält.