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Die
Erfindung betrifft ein Betonschalelement mit einer Schalhaut, insbesondere
aus Holz, die an Profilelementen einer Trägerstruktur mittels die Schalhaut
durchdringenden Befestigungsmitteln befestigt ist, wobei die Schalhaut
eine betonseitige Oberfläche
aufweist und die Befestigungsmittel an deren schalhautseitigen Ende
eine niet- oder schraubenkopfartige Verbreiterung aufweisen, wobei
die Verbreiterung eine zylinderförmige
Grundform aufweist, die axial in Richtung der Oberflächennormalen der
betonseitigen Oberfläche
ausgerichtet ist, und wobei die Verbreiterung zumindest nahezu vollständig in
der Schalhaut versenkt angeordnet ist, sowie einen Blindniet zur
Befestigung einer Schalhaut an einem Profilelement eines derartigen
Betonschalelements. Derartige Betonschalelemente werden zur Verschalung
von zu betonierenden Betonstrukturen, z.B. Wänden, eingesetzt.
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Bei
bekannten Betonschalelementen ist die Schalhaut üblicherweise mittels Schrauben
oder Blindnieten an einer Trägerstruktur
befestigt, wobei diese Trägerstruktur
aus als Hohlprofile ausgebildeten Profilelementen zusammengeschweißt ist.
Die Schalhaut ist dabei aus einem bei Durchnässung aufquellenden Material,
insbesondere aus Holz, gefertigt. Der Schraubenkopf, bzw. der Setzkopf
des Blindniets, ist üblicherweise
als Senkkopf ausgebildet. Ein derartiger Senkkopf weist eine kegelstumpfförmige Grundform
auf, wobei das verjüngte
Ende des Kegelstumpfes in Richtung des Schraubenschaftes bzw. des
Dornkopfes des Blindniets zeigt. Die Schraube oder der Blindniet
ist durch eine Bohrung durch die Schalhaut hindurchgeführt, oder
im Falle einer Schraube mit. einem Selbstschneidegewinde durch die
Schalhaut direkt hindurchgeschraubt. Der Senkkopf bildet dabei einen
Anschlag für
die betonseitige Oberfläche
der Schalhaut und überdeckt
diese zumindest teilweise mit der Kegelfläche des Senkkopfes. Der Senkkopf
wird dabei mit einem Überstand bezüglich der
Oberfläche
der Schalhaut gesetzt damit im aufgequollenen Zustand der Schalhaut
eine Verformung der Schalhautoberfläche durch eine Behinderung
durch den Senkkopf gemindert wird.
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Die
Schalhaut ist bei Montage der Schalhaut an der Trägerstruktur
trocken mit einem Restfeuchtigkeitsgehalt von üblicherweise 6–8% und
daher nicht aufgequollen. Durch die Montage an der Trägerstruktur
ist die Schalhaut zwischen dem vom Senkkopf gebildeten Anschlag
und der Trägerstruktur
verklemmt. Kommt beim Einsatz eines derartigen Betonschalelements
zur Ausformung z.B. einer Wand die Schalhaut mit dem Wasser des
flüssigen Betons
in Berührung,
so quillt die Schalhaut auf. Ihr Restfeuchtigkeitsgehalt steigt
auf 15–30%
an. Bei einer Stärke
der Schalhaut von üblicherweise
im trockenen Zustand ca. 17,5 mm steigt die Stärke der Schalhaut während der
Benutzung, also wenn die Schalhaut durch das beim Betonieren aus
dem Beton aufgenommene Wasser durchfeuchtet, auf ca. 20,3 mm an.
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Ein
gattungsgemäßes Betonschalelement
ist beispielsweise aus der
EP
1 580 348 A2 bekannt geworden. Das Betonschalelement weist
eine Schalhaut bzw. eine Schaltafel aus Holz und/oder Kunststoff
und zumindest ein thermoplastisches Element, wie einen Dübel oder
einen Bolzen, welches in die Schaltafel eingesetzt und materialschlüssig mit
dem Holz und/oder Kunststoff der Schaltafel verbunden ist, auf.
Zur Verbindung der Schaltafel mit einem Träger wird in die Schaltafel
eine durchgehende und mit einer Stufe versehene Bohrung eingebracht.
Ein das thermoplastische Element bildender Dübel ist weitgehend zylindrisch
ausgebildet und weist eine Stufe auf, die der Stufe in der Bohrung
entspricht. An seinem freien, im Innern der Schaltafel liegenden
Ende weist der Dübel
einen verjüngten
Abschnitt auf. Der Dübel
wird in die Bohrung eingesetzt und durch eine Beaufschlagung mit
Ultraschall materialschlüssig
mit dem Material der Schaltafel verbunden.
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Das
Betonschalelement weist eine Schalhaut, insbesondere aus Holz, auf,
die an Profilelementen einer Trägerstruktur
mittels die Schalhaut durchdringenden Befestigungsmittel befestigt
ist. Die Schalhaut weist eine betonseitige Oberfläche, d.h. eine
Oberfläche
die bei der Verwendung des Betonschalelements zum Betonieren vom
flüssigen
Beton abgeformt wird, auf. Die Befestigungsmittel weisen an deren
schalhautseitigem Ende eine niet- oder schraubenkopfartige Verbreiterung
auf.
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Die
zylinderförmige
Grundform ist axial in Richtung der Oberflächennormalen der betonseitigen Oberfläche ausgerichtet,
wobei die Verbreiterung zumindest nahezu vollständig in der Schalhaut versenkt angeordnet
ist. Ein zur Befestigung der Schalhaut vorgesehenes Widerlager wird
durch den Zylinderboden der zylinderförmigen Grundform gebildet und
ist gegenüber
der betonseitigen Oberfläche
der Schalhaut in das Volumen (den Kern, das Vollmaterial) der Schalhaut
zurück
versetzt. Insbesondere wenn die betonseitige Oberfläche der
Schalhaut von einer z.B. Kunststoffschicht gebildet wird, ist die
Position des Widerlagers hinter einer derartigen Schicht in das
Volumen der Schalhaut zurück
versetzt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sichere und dauerhaft
feste Befestigung einer Schalhaut an der Trägerstruktur eines Betonschalelements
bereitzustellen, welche mit einem geringen konstruktiven Aufwand
realisiert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch das Betonschalelement und den Blindniet der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die
abhängigen
Ansprüche
stellen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung dar.
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Erfindungsgemäß sind die
Befestigungsmittel als Hohlniet, insbesondere mit einem darin verbliebenen
Füllabschnitt,
ausgebildet, wobei die Verbreiterung einen sich an den Nietschaft
des Hohlniets anschließenden
Setzkopf ausbildet und an einer der Schalhaut abgewandten Oberfläche des
Profilelements vom Hohlniet ein Schließkopf ausgebildet ist. Mit
einem derartigen Blindniet, bzw. dem nach einem Festnieten am Betonschalelement
verbleibenden Hohlniet, lässt
sich die Schalhaut eines erfindungsgemäßen Betonschalelements schnell
und sicher an dessen Trägerstruktur
befestigen. Dazu werden in der Schalhaut Bohrungen vorgebohrt, die
jeweils zwei unterschiedliche, dem Durchmesser des Nietkopfes bzw.
des Setzkopfes und des Nietschaftes entsprechende Durchmesser aufweisen,
wobei jeweils ein Blindniet in jeweils eine Bohrung eingeführt und
festgenietet wird.
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Die
axiale Ausdehnung der Grundform beträgt vorteilhaft zwischen 15%
und 50% der Stärke der
Schalhaut, bevorzugt liegt die Ausdehnung bei 30% der Stärke der
Schalhaut. Das Widerlager ist dadurch entsprechend tief hinter der
betonseitigen Oberfläche
der Schalhaut in das Volumen der Schalhaut zurück versetzt. Je größer die
axiale Ausdehnung, desto geringer ist die Formbeeinträchtigung der
Oberfläche
beim Quellen. Die axiale Ausdehnung wird dabei von beim Einsatz
auftretenden Zugbelastungen der Schalhaut, die noch durch die Reststärke der
Schalhaut, d.h. die Abmessung der Schalhaut zwischen Widerlager
und Trägerstruktur
zugewandter Oberfläche
der Schalhaut, aufgenommen werden können muss begrenzt. Bei üblichen
Schalhautstärken
ist die Schalhaut bei einer axialen Ausdehnung von ca. 30% der Stärke der
Schalhaut noch ausreichend zugbelastbar, ohne dass ein Durchbruch
der Befestigung bei den üblichen
Belastungen auftritt.
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Das
betonseitige Ende der Verbreiterung kann mit der betonseitigen Oberfläche der
Schalhaut im trockenen Zustand abschließen, wodurch eine einfache
Reinigung der Schalhautoberfläche
im trockenen Zustand ermöglicht
wird.
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Bevorzugt
ist jedoch das betonseitige Ende der Verbreiterung mit einem Überstand
bezüglich
der betonseitigen Oberfläche
der Schalhaut im trockenen Zustand positioniert, derart, dass das
betonseitige Ende der Verbreiterung mit der betonseitigen Oberfläche der
Schalhaut im durchfeuchteten Zustand abschließt oder hinter der betonseitigen
Oberfläche
der Schalhaut im durchfeuchteten Zustand zurück versetzt ist. Dadurch wird
das Auftreten von einer Vertiefung im Bereich der Befestigung beim
Quellen der Schalhaut ganz oder teilweise vermieden. Eine Abformung
einer derartigen Vertiefung auf der Oberfläche der fertig betonierten
Wand wird minimiert, so dass eine nahezu vollständig ebene Oberfläche ausgeformt
wird.
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Je
nach Schalhautmaterial, bzw. nach der Stärke einer auftretenden Quellung
des Schalhautmaterials, kann der Überstand vorteilhaft zwischen 1%
und 5% der Stärke
der Schalhaut betragen. Bei dem meist verwendeten Holzmaterial liegt
der optimale Überstand
bei 3% der Stärke
der Schalhaut.
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Besonders
bevorzugt sind die Befestigungsmittel als Hohlniet, insbesondere
mit einem darin verbliebenen Füllabschnitt,
ausgebildet, wobei die Verbreiterung einen sich an den Nietschaft
des Hohlniets anschließenden
Setzkopf ausbildet und an einer der Schalhaut abgewandten Oberfläche des
Profilelements vom Hohlniet ein Schließkopf ausgebildet ist. Mit
einem derartigen Blindniet, bzw. dem nach einem Festnieten am Betonschalelement
verbleibenden Hohlniet, lässt
sich die Schalhaut eines erfindungsgemäßen Betonschalelements schnell
und sicher an dessen Trägerstruktur
befestigen. Dazu werden in der Schalhaut Bohrungen vorgebohrt, die
jeweils zwei unterschiedliche, dem Durchmesser des Nietkopfes bzw.
des Setzkopfes und des Nietschaftes entsprechende Durchmesser aufweisen,
wobei jeweils ein Blindniet in jeweils eine Bohrung eingeführt und
festgenietet wird.
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Ein
erfindungsgemäßer Blindniet
ist zur Befestigung einer Schalhaut an einem Profilelement eines
erfindungsgemäßen Betonschalelements
geeignet. Er weist also entsprechende Abmessungen und Materialeigenschaften
auf. Der erfindungsgemäße Blindniet
hat einen Dornkopf aufweisenden Nietdorn und einen Hohlniet mit
einem Nietschaft und einem Setzkopf. Erfindungsgemäß ist der
Setzkopf als eine dem Dornkopf abgewandte Verbreiterung des Nietschafts
mit einer zylinderförmigen
Grundform ausgebildet.
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Entsprechend
den angegebenen relativen axialen Ausdehnungen der Grundform der
Verbreiterung der Befestigungsmittel beträgt die vorteilhafte axiale
Ausdehnung des Setzkopfes im Bereich zwischen 15% und 50% der Klemmlänge des
Hohlniets. Die Klemmlänge
des Hohlniets ist die Länge
des Nietschaftes zwischen Setzkopf und Schließkopf.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher
erläutert.
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1 zeigt
einen Ausschnitt eines Betonschalelements nach dem Stand der Technik
und einen damit ausgeformten Abschnitt einer Betonwand.
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2 zeigt
einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Betonschalelements und
einen damit ausgeformten Abschnitt einer Betonwand.
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3 zeigt
einen erfindungsgemäßen Blindniet.
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Die
Figuren der Zeichnungen zeigen den erfindungsgemäßen Gegenstand stark schematisiert und
sind nicht maßstäblich zu
verstehen. Die einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen Gegenstandes
sind so dargestellt, dass ihr Aufbau gut gezeigt werden kann.
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In 1 ist
ein Ausschnitt eines Betonschalelements 1 nach dem Stand
der Technik und ein damit ausgeformter Abschnitt einer Betonwand 2 dargestellt.
Betonschalelement 1 weist eine Schalhaut 3 z.B.
aus Holz auf, die an einem als ein Hohlprofil ausgebildeten Profilelement 4 einer
Trägerstruktur
mittels Befestigungsmitteln 6 befestigt ist. Die Profilelemente 4 der
Trägerstruktur
sind üblicherweise
aus Stahl gefertigt. Die betonseitige Oberfläche 8, 8' der Schalhaut 3 ist
von der Oberfläche
der Betonwand 2 abgebildet, wobei durch einen Schalhauteinzug 9 eine
relativ großflächige Beule 10 in
der Oberfläche der
Betonwand 2 vorhanden ist. Bei den dargestellten Befestigungsmitteln 6 handelt
es sich um einen Blindniet, dessen Setzkopf 12 als eine
an dessen schalhautseitigen Ende ausgebildete Verbreiterung des
Nietschaftes 13 ausgebildet ist. Der Setzkopf 12 ist
als Senkkopf ausgeführt.
Er hat die Form eines flachen Kegelabschnittes. Durch den beim Festnieten vom
Dornkopf des Blindniets ausgebildeten Schließkopf 15 der Blindnietbefestigung
ist die Schalhaut 3 zwischen der einen Anschlag bildenden
Kegelfläche 17 des
Setzkopfes 12 und dem an einer Oberfläche des Profilelements 4 anliegenden
Schließkopf 15 verklemmt.
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Die
betonseitige Oberfläche 8, 8' der Schalhaut 3 ist
sowohl im trockenen als auch im durchfeuchteten, also im aufgequollenen
Zustand der Schalhaut 3 gezeigt. Die Oberfläche im trockenen Zustand 8 ist
durch die dargestellte gestrichelte Linie begrenzt und die Oberfläche im aufgequollenen
Zustand 8' ist
durch die zugehörige
durchgezogene Linie begrenzt. Der Schalhauteinzug 9 ist
als Einbeulung zwischen den beiden Oberflächen 8, 8' ausgebildet.
Das Profilelement 4 schließt an dessen äußerer Kante 19 mit
der Oberfläche
im aufgequollenen Zustand 8' ab.
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In 2 ist
ein Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Betonschalelements 1 und
ein damit ausgeformter Abschnitt einer Betonwand 2 gezeigt.
Im Unterschied zu 1 weist die Verbreiterung, nämlich der
Setzkopf 20 des Blindniets 21, eine zylinderförmige Grundform
auf, die axial in Richtung der Oberflächennormalen der betonseitigen
Oberfläche 8, 8' ausgerichtet
ist. Der Setzkopf 20 weist also keine Kegelfläche auf,
die als Anschlag für
die betonwandseitige Oberfläche 8, 8' der Schalhaut 3 dient. Anstelle
dessen ist die Verbreiterung, d.h. der Setzkopf 20, nahezu
vollständig
in der Schalhaut 3 versenkt angeordnet. Ein dem Anschlag
entsprechendes Widerlager 23 zur Befestigung der Schalhaut 3 wird
durch den Zylinderboden der Verbreiterung ausgebildet, wobei das
Widerlager 23, entsprechend der axialen Ausdehnung der
zylinderförmigen
Grundform, die bei 30% der Stärke
der Schalhaut 3 liegt, innerhalb der Schalhaut 3 angeordnet
ist. Der Blindniet 21 ist in einer Bohrung in der Schalhaut 3 mit
zwei unterschiedlichen Durchmessern angeordnet, wobei der Durchmesser
im an die betonseitige Oberfläche 8, 8' der Schalhaut 3 angrenzenden
Bereich der Schalhaut 3 größer ist als im an das Profilelement 4 angrenzenden
Bereich der Schalhaut 3. Hier ist die Schalhaut 3 durch
den beim Festnieten vom Dornkopf des Blindniets 21 ausgebildeten
Schließkopf 15 zwischen
dem innerhalb der Schalhaut 3 angeordneten Widerlager 23 des
Setzkopfes 20 und dem an einer Oberfläche des Profilelements 4 anliegenden Schließkopf 15 verklemmt.
Das betonseitige Ende der Verbreiterung, d.h. des Setzkopfes 20,
ist mit einem Überstand
bezüglich
der betonseitigen Oberfläche
der Schalhaut im trockenen Zustand 8 positioniert. Der Überstand
beträgt
ca. 3% der Stärke
der Schalhaut 3. Dabei ist das betonseitige Ende der Verbreiterung
hinter der betonseitigen Oberfläche
der Schalhaut im durchfeuchteten Zustand 8' zurück versetzt.
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Da
das vom Zylinderboden der Verbreiterung ausgebildete Widerlager 23 nicht
mit der betonseitigen Oberfläche 8, 8' der Schalhaut 3 im
Eingriff steht, behindert das Widerlager 23 nicht die Ausdehnung dieser
Oberfläche 8,8' beim Aufquellen
der Schalhaut 3, so dass im Wesentlichen eine ebene Oberfläche von
einer auszuformenden Betonwand 2 abgeformt wird. Die derart
ausgeformte Betonwand 2 weist maximal lediglich eine geringfügige Erhebung 30 auf,
deren Durchmesser dem Durchmesser der Bohrung, durch die der Blindniet 21 durchgeführt ist, im
Bereich der betonseitigen Oberfläche 8, 8' der Schalhaut 3 entspricht.
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In 3 ist
ein erfindungsgemäßer Blindniet 21 zur
Befestigung einer Schalhaut an einem Profilelement eines erfindungsgemäßen Betonschalelements
dargestellt. Ein derartiger erfindungsgemäßer Blindniet 21 ist
im festgenieteten Zustand in 2 dargestellt.
Der Blindniet 21 weist einen Nietdorn 32 und einen
Hohlniet 33 auf. Am hohlnietseitigen Ende des Nietdorns 32 ist
am Nietdorn 32 ein Dornkopf 35 ausgebildet. Der
Nietdorn 32 ist durch den Hohlniet 33 hindurch
geführt,
wobei innerhalb des Hohlniets 33 am Nietdorn 32 eine
nicht dargestellte Sollbruchstelle ausgebildet ist. Der Dornkopf 35 und
der Bereich des Nietdorns 32 zwischen Dornkopf 35 und Sollbruchstelle
bilden einen Füllabschnitt
aus. Der Füllabschnitt
verbleibt üblicherweise
nach dem Festnieten des Blindniets 21 im Hohlniet 33,
wobei durch den Nietdorn 32 beim Festnieten ein Schließkopf ausgebildet
wird, der in einem erfindungsgemäßen Betonschalelement
an einer der Schalhaut abgewandten Oberfläche eines Profilelements des
Betonschalelements anliegt.
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Der
sich an den Nietschaft 37 des Hohlniets 33 anschließende Setzkopf 20 ist
als eine dem Dornkopf 35 abgewandte Verbreiterung des Nietschafts 37 mit
einer zylinderförmigen
Grundform ausgebildet. Der Setzkopf 20 ist zur zumindest
nahezu vollständigen
Versenkung in einem Bereich einer Schalhaut eines erfindungsgemäßen Betonschalelements,
der an die betonseitige Oberfläche
der Schalhaut angrenzt, vorgesehen. Die axiale Ausdehnung der Grundform des
Setzkopfes 20 liegt bei ca. 30% der Klemmlänge des
Hohlniets 33, beispielsweise bei einer Klemmlänge des
Blindniets von 18 mm beträgt
die axiale Ausdehnung der Grundform (Höhe) des Setzkopfes 6 mm. Der
Setzkopf hat beispielsweise einen Durchmesser von 6 mm, d.h. der
Durchmesser des Setzkopfes entspricht der axialen Ausdehnung des
Setzkopfes.
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Vorgeschlagen
wird ein Betonschalelement 1 mit einer Schalhaut 3,
insbesondere aus Holz, die an Profilelementen 4 einer Trägerstruktur
mittels die Schalhaut 3 durchdringenden Befestigungsmitteln 21 befestigt
ist, wobei die Schalhaut 3 eine betonseitige Oberfläche 8, 8' aufweist und
die Befestigungsmittel 21 an deren schalhautseitigen Ende
eine niet- oder schraubenkopfartige Verbreiterung 20 aufweisen. Die
Verbreiterung 20 weist eine zylinderförmige Grundform auf, die axial
in Richtung der Oberflächennormalen
der betonseitigen Oberfläche 8, 8' ausgerichtet
ist, wobei die Verbreiterung 20 zumindest nahezu vollständig in
der Schalhaut 3 versenkt angeordnet ist.