DE10119020A1

DE10119020A1 - Gekrümmte Wabenfachwerkwände und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE10119020A1
Application number: DE2001119020
Authority: DE
Inventors: Franz Dietrich Oeste
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-04-18
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2002-10-24

Abstract

Neuartige gekrümmte Wabenfachwerkwände mit offenen oder geschlossenen Kammern und Verfahren zu ihrer Herstellung werden hier mitgeteilt. Die gekrümmten Wabenfachwerkwände bestehen aus Flächenelementen, die zum großen Teil orthogonal zu der überspannten Fläche angeordnet sind. Die gekrümmten Wabenfachwerkwände enthalten wabenförmige Kammern, aus denen das Fachwerk zusammengesetzt ist.

Description

In den deutschen Offenlegungsschriften 198 57 606.4 und 198 49 089.1 werden monolithische fugenlose wabenförmig gekammerte Fachwerke und ihre Herstellung im Laminier- oder Gußverfahren mitgeteilt. Diese Fachwerke bestehen aus offenen Zellen oder Kammern, die von Rohr- und hosenförmigen Hohl- oder Vollwänden umgeben sind. Die dort mitgeteilten Verfahren zur Herstellung der gekammerten Fachwerke haben den Vorteil, daß die Herstellung der Fachwerke auf der Baustelle aus einfachen Rohstoffen wie Baustahl, Bindemitteln, Fasern sowie einfachen Hilfsmitteln ohne Einsatz vorgeformter Spezialteile auf der Baustelle möglich ist. Die Verfahren haben aber den Nachteil, daß sie in einem komplizierten Verfahren durch Laminieren von Formen hergestellt werden.

Die Kammerwände dieser Wabenfachwerkflächen, die in den genannten Veröffentlichungen mitgeteilt werden, haben überwiegend rohr-, schlauch- und hosenförmige Topologien in der Form von von zwei- und mehrbeinigen Hosen, die überwiegend parallel und damit isogonal zur Fläche, die die Fachwerke umgrenzen, angeordnet sind. Diese Form der Hohlraumstruktur ist nicht die stabilste der bekannten Hohlformen, mit denen Flächen stabil aber materialsparend begrenzt bzw. überspannt werden können.

In der DOS 198 57 606.4 werden gekammerte Fachwerke beschrieben, die einzelne aus Stäben oder Drähten geformte Ringe oder Polygone enthalten, die zu Bündeln und Wickeln kompaktiert sind. Auf der Grundlage dieser zu Wickeln und Bündeln zusammengefaßten Drähte lassen sich danach wiederum aus fugenlos zusammengefügten Hosenelementen bestehende bindemittelgebundene monolithische gekammerte gekrümmte Fachwerkwände erzeugen, deren Rohrachsen überwiegend isogonal zu der überspannten Fläche angeordnet sind. Nicht nur die die zu kompakten Bündeln und Wickeln zusammengefaßten Stäbe als linienförmige Elemente, sondern auch die daraus hergestellten rohrförmig gekammerten Fachwerke mit isogonal zur gekrümmten Wabenfachwerkwand-Fläche angeordneten Rohren sind von geringer Tragkraft, weil die linienförmig parallel zur Wabenfachwerkfläche angeordneten Elemente wegen zu geringer Anteile orthogonal angeordneter Flächen nicht die optimale Tragfähigkeit haben, und dies selbst dann nicht, wenn die Rohre als Kammerwände mit elliptischem Querschnitt hergestellt werden und die Brennpunkte der elliptischen Querschnitte auf einer orthogonal zu der gekrümmten Wabenfachwerkwand-Fläche ausgerichteten Linie angeordnet sind..

Die natürliche Evolution hat unabhängig voneinander mehrfach die Wabenform als eine besonders materialsparende und stabile fugenlose Hohlraumstruktur gefunden. Die Wände der in den einzelnen Bienen- und Wespenwaben angeordneten polygonal begrenzten Kammern verlaufen überwiegend orthogonal zu der Wabenfachwerkfläche. Die Bienen- und Wespenwabenwände werden nicht nur eben angelegt, sondern es finden sich auch kuppelförmig und sattelförmig gewölbte Wabenwände.

Es fehlen aber technische gekrümmte Wabenfachwerkwände, die aus einfachen Flächenelementen hergestellt werden können, mit denen positive und negative Flächenkrümmungen nachgebaut werden können, wie sie in den genannten natürlichen gekrümmten Fachwerkwänden verwirklicht sind.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Anspruch 5 und der damit hergestellten gekrümmten Wabenfachwerkwände und Bausätzen zur Herstellung derartiger Fachwerkwandmodelle gemäß Ansprüchen 1 bis 4, lassen sich stabile Wabenfachwerkwände mit gekrümmter Wabenfachwerkwandfläche aus mit hohen Anteilen orthogonal zur Wabenfachwerkwandfläche angeordneten Flächen aus einfachen Flächenelementen herstellen.

Die erfindungsgemäßen gekrümmten Wabenfachwerkwände werden aus einfachen Flächenelementen hergestellt.

In der Beschreibung werden einige Begriffe verwendet, deren Bedeutung hier erläutert wird:

Wabenfachwerkwand

Eine aus vielen Kammern zusammengesetzte Wand, die aus flächenförmigen Elementen zusammengesetzt ist, wobei hohe Flächenanteile überwiegend in orthogonaler Ausrichtung zu der Fachwerkwabenwandfläche angeordnet sind.

Überwiegend orthogonal zueinander angeordnete Flächen

Die Winkel, die die Flächen miteinander bilden sind überwiegend größer als 45° und kleiner als 135°.

Überwiegend isogonal zueinander angeordnete Flächen

Die Winkel, die die Flächen miteinander bilden sind überwiegend kleiner als 45° und größer als 135°.

Wabenfachwerkwandfläche

Die makroskopische gekrümmte Grenzfläche zwischen den beiden Räumen, die von der überwiegend in zwei Dimensionen sich erstreckenden Wabenfachwerkwand gebildet wird.

Wabenkammer

Eine offene oder geschlossene Ausnehmung oder Hohlraum, der von einer Kammerwand umgeben ist und der im Schnitt parallel zur Wabenfachwerkfläche nicht auf polygonale oder kreisförmige Querschnitte beschränkt ist, wobei jede Kammer oder Zelle jeweils durch eine Wand oder mehrere Wände von den benachbarten Kammern oder Zellen getrennt ist, mit denen er gegebenenfalls durch Öffnungen in den Kammern- oder Zellen-Wänden kommunizierend verbunden sein kann, und der Bestandteil einer Mehrzahl ähnlicher oder gleicher Kammern oder Zellen ist und wobei die Kammerwände zunächst benachbarten Kammern überwiegend orthogonal zur Wabenfachwerkwandfläche angeordnet sind.

Flächenförmige Elemente

Das sind vorzugsweise starre Platten oder auch biegsame Platten, aus denen die Kammerwände bestehen. Die flächenförmigen Elemente werden zur Herstellung der Kammerwandsegmente benutzt. Vorzugsweise verwendet werden dazu Leichtbau-Platten. Es können auch andere stabile flächenbildende Bauelemente verwendet werden, z. B. sog. Tischlerplatten, Sperrholzplatten oder ähnliche verleimte Platten auf Holzgrundlage, Blech, Wellblech, Kunststofflaminat, Glasplatten, Verbundplatten aus mineralischen und organischen Stoffen, Gipskarton, spritzgegossene Kunststoffplatten.

Kammerwand

Umhausung einer einzelnen Wabenkammer in der Wabenfachwerkwand.

Kammerwandelement

Als Einzelelement vorgefertigte komplette Umwandung einer Kammer des Fachwerks.

Kammerwandsegment

Ein ebenes Flächenelement aus dem die Kammerwandelemente zusammengesetzt sind. Jedes Kammerwandelement enthält mindestens ein Kammerwandsegment.

Nachfolgend wird die erfindungsgemäße gekrümmte gekammerte Wabenfachwerkwand und ihre Herstellung beschrieben. Der überwiegende Anteil tragender Flächenanteile in den Kammerwänden ist überwiegend orthogonal zu der Wabenfachwerkfläche angeordnet.

Die vorzugsweise zur Anwendung kommenden Ideal-Formen wabenförmigen Hohlräume, aus denen die Fachwerke zusammengesetzt sind, lassen sich in die Formenklassen jener Räume einordnen, die über Symmetrieachsen verfügen, die überwiegend orthogonal zu der Fachwerkfläche angeordnet sind.

Vorzugsweise haben die Wabenfachwerkwandflächen-parallelen Umrisse der Querschnitte der erfindungsgemäßen Wabenkammern, aus denen die Wabenfachwerkwand zusammengesetzt ist, der Kreisform, der Ellipsenform, dem Eiumriß, dem Hexagon, den gleich- oder ungleichseitigen Polygonen, der geraden oder gekrümmten Linie oder dem Punkt angenäherte Umrisse. In der Regel, aber nicht notwendig, umschließen die Umrisse der Wabenfachwerkwand-parallelen Querschnitte der Wabenkammern auf der konvexen Flächenseite der überspannten oder umspannten Räume größere Querschnittflächen, als auf der konkaven Wabenflächenseite des Fachwerks. Umrisse der Querschnitte durch einzelne Wabenkammern, aus denen gekrümmte Wabenfachwerkwände zusammengesetzt sind, können aber auch auf beiden Seiten der Wabenfachwerkwand identische Querschnittsflächen umschließen. Auch ebene Wabenfachwerkwandflächenbereiche können erfindungsgemäß aus Wabenkammern mit Querschnitten zusammengesetzt sein, deren Umrisse auf beiden Seiten der Wabenfachwerkwand nicht-identische Querschnittsflächen umschließen.

Die Beispiele 1 bis 14 zeigen verschiedene Ausschnitte aus den erfindungsgemäßen gekrümmten gekammerten Wabenfachwerkwänden, die aus Wabenkammern zusammengesetzt sind. Es werden in den Beispielen auch Ausschmitte ebener Fachwerkwandbereiche gezeigt, die zwischen gekrümmten Bereichen angeordnet sein können. Jedes Beispiel wird anhand von jeweils drei Figuren erläutert, die die folgenden schematischen Darstellungsformen enthalten:

- perspektivischer Ansicht/Durchsicht auf/durch die Wabenfachwerkwand,
- Schnitt orthogonal zu der Wabenfachwerkwandfläche durch die Wabenfachwerkwand (die geschnittenen Wabenkammern sind jeweils als dicke schwarze Linien gekennzeichnet),
- Draufsicht in orthogonaler Richtung in Bezug zu der Wabenfachwerkwandfläche auf die Fachwerkswabenwandfläche.

Anhand dieser Darstellungen werden verschiedene Möglichkeiten der topographischen Gestaltung der einzelnen Wabenkammern und ihrer Anordnung in der gekammerten Fachwerkwand erläutert. Die Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt; die Beispiele geben nur einige der vielen möglichen Formen der Wabenkammern und ihrer Anordnung in den erfindungsgemäßen Fachwerkwänden wieder.

Beispiel 1 Ebener gekammerter Fachwerkwandbereich

Dieses Beispiel zeigt eine lückenlos aus Wabenkammern, die ausschließlich die Form von Hexagonsäulen angenähert gleichen Volumens mit rechtwinkligen Seitenflächen haben, zusammengesetzte Fachwerkwand. Die Fig. 1 bis 3 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus der ebenen gekammerten Wabenfachwerkwand, die aus diesen Wabenkammern zusammengesetzt ist.

Beispiel 2 Ebener gekammerter Fachwerkwandbereich

Dieses Beispiel zeigt eine lückenlos aus Wabenkammern, die ausschließlich die Form von trigonalen Säulen angenähert gleichen Volumens mit rechtwinkligen Seitenflächen haben, zusammengesetzte Fachwerkwand. Die Fig. 4 bis 6 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus der ebenen gekammerten Wabenfachwerkwand, die aus diesen Wabenkammern zusammengesetzt ist.

Beispiel 3 Ebener gekammerter Fachwerkwandbereich

Dieses Beispiel zeigt eine lückenlos aus Wabenkammern, die ausschließlich die Form von Keilen angenähert gleichen Volumens mit Seitenflächen aus rechtwinkligen Dreiecken und Rechtecken haben, zusammengesetzte Fachwerkwand. Die Fig. 7 bis 9 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus der ebenen gekammerten Wabenfachwerkwand, die aus diesen Wabenkammern zusammengesetzt ist.

Beispiel 4 Ebener gekammerter Fachwerkwandbereich

Dieses Beispiel zeigt eine lückenlos aus Wabenkammern, die ausschließlich die Form von Zylindern angenähert gleichen Volumens haben, zusammengesetzte Fachwerkwand. Die Fig. 10 bis 13 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus der ebenen gekammerten Wabenfachwerkwand, die aus diesen Wabenkammern zusammengesetzt ist.

Beispiel 5 Ebener gekammerter Fachwerkwandbereich

Dieses Beispiel zeigt eine lückenlos aus Wabenkammern, die ausschließlich die Form von Kegeln angenähert gleichen Volumens haben, zusammengesetzte Fachwerkwand. Die Fig. 14 bis 15 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus der ebenen gekammerten Wabenfachwerkwand, die aus diesen Wabenkammern zusammengesetzt ist.

Beispiel 6 Ebener gekammerter Fachwerkwandbereich

Dieses Beispiel zeigt eine lückenlos aus Wabenkammern, die ausschließlich die Form von Kegeln angenähert gleichen Volumens und die Form von Zylindern angenähert gleichen Volumens haben, zusammengesetzte Fachwerkwand. Die Fig. 16 bis 18 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus der ebenen gekammerten Wabenfachwerkwand, die aus diesen Wabenkammern zusammengesetzt ist.

Beispiel 7 Fachwerkwand mit konvexer Krümmung der Wabenfachwerkwandfläche

Dieses Beispiel zeigt eine lückenlos aus Wabenkammern, die ausschließlich die Form von Kegelstümpfen angenähert gleichen Volumens haben, zusammengesetzte Fachwerkwand. Die Fig. 19 bis 21 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus der konvex gekrümmten gekammerten Wabenfachwerkwand, die aus diesen Wabenkammern zusammengesetzt ist.

Beispiel 8 Fachwerkwand mit konvexer Krümmung der Wabenfachwerkwandfläche

Dieses Beispiel zeigt eine lückenlos aus Wabenkammern, die ausschließlich die Form von Kegelstümpfen mit konvex gebauchten Mänteln angenähert gleichen Volumens und die Form von Kegelstümpfen mit konkav eingezogenen Mänteln angenähert gleichen Volumens haben, zusammengesetzte Fachwerkwand. Die Fig. 22 bis 24 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus der konvex gekrümmten gekammerten Wabenfachwerkwand, die aus diesen Wabenkammern zusammengesetzt ist.

Beispiel 9 Fachwerkwand mit konvexer Krümmung der Wabenfachwerkwandfläche

Dieses Beispiel zeigt eine lückenlos aus Wabenkammern, die ausschließlich die Form von Kegelstümpfen mit konkav eingezogenen Mänteln angenähert gleichen Volumens haben, zusammengesetzte Fachwerkwand. Die Fig. 25 bis 27 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus der konvex gekrümmten gekammerten Wabenfachwerkwand, die aus diesen Wabenkammern zusammengesetzt ist.

Beispiel 10 Fachwerkwand mit konvexer Krümmung der Wabenfachwerkwandfläche

Dieses Beispiel zeigt eine lückenlos aus Wabenkammern, die ausschließlich die Form von sich verjüngenden Hexagonsäulen mit konkav eingezogenen Mänteln angenähert gleichen Volumens haben, zusammengesetzte Fachwerkwand. Die Fig. 28 bis 30 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus der konvex gekrümmten gekammerten Wabenfachwerkwand, die aus diesen Wabenkammern zusammengesetzt ist.

Beispiel 11 Fachwerkwand mit konvexer Krümmung der Wabenfachwerkwandfläche

Dieses Beispiel zeigt eine lückenhaft aus Wabenkammern, die ausschließlich die Form von Zylindern mit jeweils 5 oder 6 sternförmig am Zylindermantel seitlich angesetzten, Rohren, wobei die Rohre derart angeordnet sind, daß die zylindrischen Wabenkammern mittels der Rohre kommunizierend miteinander verbunden sind und daß die Achsen der Rohre isogonal zur Wabenfachwerkwandfläche angeordnet sind, zusammengesetzte Fachwerkwand. Die Fig. 31 bis 33 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus der konvex gekrümmten gekammerten Wabenfachwerkwand, die aus diesen Wabenkammern zusammengesetzt ist.

Beispiel 12 Fachwerkwand mit zylindrischer Krümmung der Wabenfachwerkwandfläche

Dieses Beispiel zeigt eine lückenlos aus Wabenkammern, die ausschließlich die Form von keilförmig abgeflachten Zylindern angenähert gleichen Volumens haben, zusammengesetzte Fachwerkwand. Die Fig. 34 bis 36 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus der zylindrisch gekrümmten gekammerten Wabenfachwerkwand, die aus diesen Wabenkammern zusammengesetzt ist.

Beispiel 13 Fachwerkwand mit zylindrischer Krümmung der Wabenfachwerkwandfläche

Dieses Beispiel zeigt eine lückenlos aus Wabenkammern, die ausschließlich die Form von einseitig zu Rechtecken abgeflachten Zylindern angenähert gleichen Volumens haben, zusammengesetzte Fachwerkwand. Die Fig. 37 bis 39 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus der zylindrisch gekrümmten gekammerten Wabenfachwerkwand, die aus diesen Wabenkammern zusammengesetzt ist. Dabei zeigt die Fig. 39 eine Ansicht von der Innenseite des mit der Wabenfachwerkwand überdeckten Raums.

Beispiel 14 Fachwerkwand mit kegelförmiger Krümmung der Wabenfachwerkwandfläche

Dieses Beispiel zeigt eine lückenlos aus Wabenkammern, die ausschließlich die Form von einseitig zu eiförmig deformierten Ellipsen abgeflachten Zylindern haben, mit einem Volumen, das mit abnehmendem Krümmungsradius des Zylindermantels zunimmt, zusammengesetzte Fachwerkwand Die Fig. 40 bis 42 zeigen jeweils einen Ausschnitt aus der kegelförmig gekrümmten gekammerten Wabenfachwerkwand, die aus diesen Wabenkammern zusammengesetzt ist.

Die Wände der Wabenkammern, aus denen die Wabenfachwerkwand zusammengesetzt ist, bestehen mindestens aus Flächenelementen aus der Gruppe I), Fixiermittel-Komponenten, mit denen die Kammerwandsegmente zu Kammerwandelementen zusammengefügt sind, bestehen mindestens aus einem oder mehreren Fixiermitteln aus der Gruppe II) und die Fixiermittel-Komponenten, mit denen die Kammerwandelemente zusammengefügt sind bestehen mindestens aus einem oder mehreren Fixiermitteln aus der Gruppe III):

A) Flächenförmige Gegenstände aus vorzugsweise verrottungsbeständigem, zug- und druckfestem Material, wie z. B. Holz, Sperrholz, Tischlerplatte, Holz-Kunststofflaminat, Holz-Blechlaminat, Kunststoff, Kunststoff-Faser-Verbundwerkstoff, Glas, Glas-Kunststoff-Verbundwerkstoff, Drahtglas, Blech, Flächen mit Durchbrüchen, wie z. B. Gitter und Lochbleche. Besonders bevorzugt sind verleimte Verbund-Leichtbauplatten bestehend aus zweilagigen oder mehrlagigen Metall-, Kunststoff-, Holz- oder Sperrholzplatten, die eine Zwischenlage oder mehrere Zwischenlagen aus Leichtmaterial enthalten. Derartige Leichtbauplatten sind an und für sich bekannt und werden z. B. als Türblätter eingesetzt. Derartige Zwischenlagen können bestehen zum Beispiel aus geschäumtem Polystyrol, Polyurethan Hartschaum, zu dünnwandigen Waben oder andersartigen dünnwandigen geschlossenen Hohlformen und/oder miteinander kommunizierenden offenen Hohlformen angeordnete gerade, geknickt, gebogen oder gewellt zusammengefügte Stege aus dünnen Streifen, bestehend aus Holz, Sperrholz, Pappe, Kunststoff, Metall, Verbundstoff. Die Stege dieser hohlraumbildenden Zwischenlagen können auch bestehen aus aneinandergefügten Ringförmigen Stegen, die z. B. aus zerschnittenen Papprohren, Kunststoffrohren oder Metallrohren zusammengefügt sind. Es können aber auch aus vielen spiralförmig mit großem Gangabstand gewickelten Streifenwickeln aus Holz, Sperrholz, Pappe, Kunststoff, Metall, Verbundstoff hergestellte hohlraumbildende Zwischenlagen eingesetzt werden. Es können auch Leichtbauplatten eingesetzt werden, deren innere Hohlraumstruktur durch das Zusammenfügen von flächenförmigen Teilen mit wellenförmiger, zickzackförmiger oder andersartiger Knick- oder Biegeform derart erhalten wird, indem die Knick- oder Biegerichtung der Flächenelemente jeweils vorzugsweise um 90° verschoben angeordnet ist.
B) Verklebungen, Scharniere, Blechbänder, Verschraubungen, Nieten, punkt- und/oder linienförmige Schweißverbindungen, Verklebungen, Verdübelungen, Vernietungen, Verbolzungen.
C) Verklebungen, Scharniere, Blechbänder, Verschraubungen, Nieten, punkt- und/oder linienförmige Schweißverbindungen, Verklebungen, Verdübelungen, Vernietungen, Verbolzungen.

Beispiel 15 Herstellung einer freitragenden Wabenfachwerkwand als Rohhau für ein Atelier mit der Symmetrie eines abgestumpften Ikosaeders als Kuppelgewölbe, die aus 15 vollständigen Wabenkammern zusammengesetzt ist, die die Form von Hexagonsäulen mit trapezförmigen Seitenflächen haben und der aus 11 vollständigen Wabenkammern zusammengesetzt ist, die die Form von Pentagonsäulen mit trapezförmigen Seitenflächen haben

Dazu werden folgende Teile benötigt:

a) 135 Stück trapezförmige Kammerwandsegmente, zugeschnitten aus verleimten 40 mm dicken 3-Schicht-Türblatt-Platten (90 Stück aus denen die größeren Kammerwandelemente der 15 hexagonsäulenförmigen Wabenkammern hergestellt werden, und 45 Stück trapezförmige Kammerwandsegmente, aus denen die kleineren Kammerwandelemente der 9 pentagonsäulenförmigen Wabenkammern [6 komplette Pentagonwabenkammern plus 5 geschnittene 3/5 Wabenkammern] hergestellt werden) zugeschnitten aus verleimten 40 mm dicken 3-Türblatt-Platten und
b) 50 Stück Fichtenholzleisten mit der Querschnittsfläche eines gleichseitigen Dreiecks mit der Kantenlänge 40 mm, die in die Lücken an den Ecken der Wabenkammern eingesetzt werden.

Daraus wird die gekrümmte Fachwerkwand zusammengesetzt.

Der Winkel, den die Längskanten der säulenförmigen Wabenkammern mit ihrer gedachten Symmetrieachse bilden, ist so zu wählen, daß die damit hergestellten Wabenkammerwände der Wabenkammern untereinander optimale flächenhafte Berührung haben. Die trapezförmige Kammerwandsegmente a) werden daher so gefertigt, daß die Länge der Seiten der gleichseitig-hexagonförmigen Querschnittsfläche der Hexagonsäulen-förmigen Wabenkammern etwa 2,5 m beträgt.

Die kleineren trapezförmige Kammerwandsegmente b) werden so gefertigt, daß die Seitenlänge der gleichseitig-pentagonförmigen Querschnittsfläche der Pentagonsäulen-förmigen Wabenkammern ebenfalls 2,5 m beträgt. Die Höhe aller trapezförmigen Kammerwandsegmente beträgt etwa 1 m. Damit ergibt sich der Außendurchmesser der Kuppel zu ca. 12 m und ein Innendurchmesser der Kuppelförmigen Wabenfachwerkwand zu ca. 10 m.

Damit ergibt sich als Cirka-Maß für alle trapezförmigen Kammerwandsegmente:
Breite unten 2,5 m,
Seitenlänge 1 m,
Breite oben 2,1 m.

Das genaue Maß für die untere Breite der trapezförmigen Kammerwandsegmente ergibt sich aus der Kantenlänge des Archimedischen Körpers "abgestumpftes Ikosaeder" mit einem Durchmesser von 12 m (entsprechend dem äußeren Kuppeldurchmesser), abzüglich des Abschlages vor ca. 20 mm, die sich als Konsequenz der Plattenstärke von 40 mm und ihres rechtwinkligen Kantenzuschnitts ergeben. Dementsprechend ist das genaue Maß für die untere Breite der trapezförmigen Kammerwandsegmente die Kantenlänge des Archimedischen Körpers "abgestumpftes Ikosaeder" mit einem Durchmesser von 10 m (entsprechend dem inneren Kuppeldurchmesser), wiederum abzüglich des Abschlages von ca. 20 mm, die sich als Konsequenz der Plattenstärke von 40 mm und ihres rechtwinkligen Kantenzuschnitts ergeben.

Der Zusammenbau der kuppelförmigen Wabenfachwerkwand aus den Segmenten a) und den Leisten b) geschieht entweder in der Lage ihrer bleibenden Einbauposition auf der Baustelle oder außerhalb davon. Die Fachwerkwand ist nämlich hinreichend stabil, um sie erst nach Fertigstellung auf ihr Fundament zu stellen. Die auf dem Kuppelfundament aufliegenden Segmente werden von einer Holzbalkenlage abgetragen, die mit einer Gummilage abgedeckt ist, um gleichmäßige Lastverteilung zu gewährleisten. Sie werden nach korrekter Lage fixiert und auf dem Fundament festgeschraubt. Die Zusammensetzung der Kuppel aus den trapezförmigen Kammerwandsegmenten und den Dreieckleisten und ihre Fixierung aneinander geschieht derart, daß die Segmente und die Leisten miteinander verleimt werden. Das Kuppelgewicht beträgt ca. 2 t. Das Kuppelgewicht wird auf 20 Stäben von je 100 cm × 4 cm = 400 cm² Querschnitt auf das Fundament abgetragen. Dies entspricht einer Druck-Belastung von etwa 0,25 kg/cm² auf den tragenden Stäben. Die Kuppel wird getragen von einem Balkenfundament, das mit einem Betonringanker fest verbunden ist. Nach Fertigstellung wird die Kuppel unterhalb ihrer Äquatoriallinie mit rohen Lärchenholzbrettern verkleidet und oberhalb ihrer Äquatorlinie mit Wellplatten aus durchsichtigem Polycarbonat gedeckt. Die Kuppel wird anschließend komplett vom Erdreich bis über den Pol allseits mit polyamidüberzogenem Kotengitterdraht bespannt und mit Blauregen, Wein, wildem Wein und Knöterich bepflanzt. Inklusiv Pflanzenmasse, Winddruck und Schneelast verbleibt die Druckbelastung der tragenden Stäbe unter 1 kg/cm².

Fig. 43 zeigt ausschnitthaft und schematisch den Aufbau der kuppelförmigen Fachwerkwand aus gekammertem Fachwerk in der Draufsicht auf die Wabenfachwerkwand: Darin symbolisieren die fetten Linien die Kammerwände. Durch die Stabilisierung des Fachwerks durch Komplettierung der Kammereinhausungen im Fachwerk durch Flächenelemente, die isogonal zur Fachwerkfläche angeordnet sind, z. B. durch hexagonale und pentagonale Platten, mit denen die Öffnungen der Kammern zur konvexen und/oder konkaven Seite der Wabenfachwerkfläche geschlossen werden, kann die Einhausung der Kammern um orthogonal zur Wabenfachwerkfläche angeordnete Kammerwandelemente vermindert werden. Beispielsweise könnte auf die orthogonal zur Wabenfachwerkfläche angeordnete Wandelemente der Kammern mit pentagonalem Querschnitt verzichtet werden, wie in der Fig. 44 schematisch angedeutet ist. Hier sind nur die orthogonal zur Wabenfachwerkfläche angeordneten Wandelemente durch schwarze Linien markiert.

Zur Verbesserung der Verwindungsversteifigkeit der Wabenwände können die Wabenwände zusätzlich durch isogonal zur Wabenfachwerkwandfläche eingezogene Flächenelemente verstärkt werden, wie sie auch von den Bienenwaben bekannt sind (Verdeckelung und Boden jeder Bienenwabenkammer). Diese isogonal angeordneten Flächenelemente können den Querschnitt einer Wabenkammer einfach oder mehrfach, vorzugsweise auf ihren isogonal zur Wabenfachwerkwandfläche angeordneten Seiten, komplett oder auch nur zum Teil bespannen.

Das erfindungsgemäße Verfahrens zur Herstellung der gekammerten gekrümmten Fachwerkwände eignet sich zur Herstellung von Gebäuden und Baukonstruktionen, die rasch aufgebaut werden können und die mindestens die Eigenschafte haben, unempfindlich gegen Erschütterungen zu sein.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichte einfache Herstellung der gekammerten Fachwerkewände eignet sich nicht nur zur Errichtung großer Tragstrukturen für Gebäude, sondern auch zur Herstellung kleiner Modellbauten. Das gilt für den Modellbau nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, mittels dem Architekten und Studenten die damit mögliche Baukunst einüben können und insbesondere Kinder aber auch Erwachsene Intellekt, räumliches Denken, Entspannungsfähigkeit und kreatives Vermögen damit außerordentlich steigern können.

Die Erfindung bezieht sich auf alle gekammerten gekrümmten Fachwerkwände, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können.

Vorzugsweise bezieht sich die Erfindung auch auf Bausätze zur Herstellung gekrümmter gekammerter Fachwerkwände nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, die für den Modellbau geeignet sind. Die Verbindung der Bausatz-Flächenelemente aus denen die Modelle hergestellt werden, werden vorzugsweise reversibel fixierbare Fügesysteme eingesetzt, vorzugsweise Schnappverschlüsse, Dübel, Klemmverschlüsse.

Es hat sich gezeigt, daß die spielerische Anwendung der Bausätze im Kundesalter, bei Jugendlichen und Erwachsenen zu einer erheblichen Steigerung der kreativen Intelligenz führt, aber auch tiefe Aufschlüsse über das räumliche Vorstellungsvermögen, kombinatorische Fähigkeiten und die Fähigkeit, vernetzte Strukturen zu erkennen, geben kann.

Auf einen Personenkreis, der über hinreichende kreative Intelligenz und räumliches Vorstellungsvermögen verfügt, kann der Modellbau von gekammerten gekrümmten Fachwerkwänden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren überdies in wenigen Tagen den Zustand des endokrinen Systems verbessern, die Immunabwehr stärken, Spannungszustände und Streßsymptome abbauen.

Es ist deshalb vorgesehen, Bausätze zur Herstellung gekrümmter und gekammerter Fachwerkwände für eine oder mehrere der Anwendungen Trainingsmittel zur Intelligenz-Steigerung, Trainingsmittel zur Therapie gegen Streß-bedingte Erkrankungen, Modellbausätze für Eignungs- und Intelligenzteste, Modellbausätze für den Bau von Molekülmodellen, Modellbausätze für Bildungseinrichtungen, Modellbausätze für Kinder- und Erwachsenenpiele einzusetzen bzw. anzubieten.

Claims

1. Gekrümmte Wabenfachwerkwände bestehend aus Wabenkammern, die durch Flächenelemente voneinander getrennt sind, die überwiegend orthogonal zu der gekrümmten und gegebenenfalls ebenen Wabenfachwerkwandfläche angeordnet sind.

2. Bausätze zur Herstellung von gekrümmten Wabenfachwerkwänden nach Anspruch 1 für Hoch- und Modellbau.

3. Bausätze zur Herstellung von gekrümmten Wabenfachwerkwänden nach Anspruch 1 und 2 für eine oder mehrere der Anwendungen Trainingsmittel zur Intelligenz-Steigerung.

4. Bausätze zur Herstellung von gekrümmten Wabenfachwerkwänden nach Anspruch 1 bis 3 für eine oder mehrere der Anwendungen Trainingsmittel zur Intelligenz-Steigerung, Trainingsmittel zur Therapie gegen Streß-bedingte Erkrankungen, Modellbausätze für Eignungs- und Intelligenzteste, Modellbausätze für den Bau von Molekülmodellen, Modellbausätze für Bildungseinrichtungen, Modellbausätze für Kinder- und Erwachsenenpiele.

5. Verfahren zur Herstellung gekrümmter Wabenfachwerkwände nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einfachen Flächenelementen nach einer oder mehrerer Verbindungs-Methoden Verkleben, Verschrauben, Verschweißen, Verdübeln, Vernieten, Verbolzen und reversibel fixierbare Fügesysteme zusammengefügt werden.