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Anwendungsgebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Bauelement zur Wärmedämmung
zwischen zwei zu betonierenden Bauteilen, insbesondere zwischen
einem getragenen Bauteil und einem tragenden Bauteil, bestehend
aus einem dazwischen anzuordnenden thermisch isolierenden Körper
mit zumindest integrierten Druckelementen, die den thermisch isolierenden
Körper durchqueren und jeweils an beide Bauteile anschließbar
sind.
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Stand der Technik
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Derartige
Bauelemente zur Wärmedämmung sind im einschlägigen
Stand der Technik in vielen verschiedenen Ausführungen
bekannt. Mit ihnen werden zwei Bauteile wärmetechnisch
voneinander entkoppelt, um die Wärme- bzw. Kältebrücke
in diesem Bereich zu reduzieren, aber auch gleichzeitig statisch
miteinander verbunden. Dieses statische Verbinden erfolgt über
Bewehrungselemente, die sich durch den thermisch isolierenden Körper,
allgemein Dämmstoffkörper, erstrecken und in die
angrenzenden Bauteile einbinden. Die Bewehrungselemente übertragen
dabei die durch das getragene Bauteil auftretenden Belastungen auf
das tragende Bauteil.
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Ein
wesentliches Einsatzgebiet solcher Bauelemente zur Wärmedämmung
besteht beispielsweise bei auskragenden Außenbauteilen,
insbesondere Balkonen, die gegenüber einer Gebäudeaußenwand vorstehen
und über die Bewehrungselemente an eine Deckenplatte unter
Zwischenfügung eines Bauelementes zur Wärmedämmung
angeschlossen sind. Während die im thermisch isolierenden
Gebäudeinneren befindende Deckenplatte auf gleicher Temperatur
gehalten wird, schwankt die Außentemperatur und damit die
Temperatur der Balkonplatte je nach Wetterlage und Jahreszeit pro
Tag um mehrere Grad Celsius. Diese Temperaturschwankungen verursachen
eine Längenänderung, welche zum weit überwiegenden
Teil in Richtung der Hauptachse der Balkonplatte stattfindet, daher
in horizontaler Richtung der Gebäudefassade entlang. Dadurch
treten zwischen den beiden Bauteilen, also zwischen Balkon- und
Deckenplatte, temperaturbedingte Relativbewegungen auf, die die
beiden Bauteile verbindenden Bewehrungselemente unbeschadet mitmachen müssen.
Für die Zug- und Querkraftstäbe ist dies in der
Regel kein Problem, da diese üblicherweise sehr schlank
ausgebildet sind. Anders sieht dies aber bei den Druckstäben
aus, die zur Erhöhung der Biegesteifigkeit meist massiver
und massiger als andere Stabwerksteile ausgebildet sind, weshalb
die temperaturbedingten Relativbewegungen erhebliche Belastungen
in den Randzonen der Druckstäbe verursachen.
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Im
Stand er Technik sind neben den häufig eingesetzten schlanken
Druckelementen aus Stahl, die in den angrenzenden Bauteilen eingespannt
sind, auch Druckelemente bekannt, die wie ein Gelenkelement bzw.
Pendelstab die Kräfte zwischen den beiden Bauteilen, daher
zwischen Balkon- und Deckenplatte, übertragen. Durch die
pendelgelenkartige Ausführung kommt es dabei aufgrund der
temperaturbedingten Relativbewegungen zwischen der Balkon- und Deckenplatte
zu einer Drehbewegung der Druckelemente gegenüber dem angrenzenden
Bauteil, was wiederum eine Relativbewegung bzw. Verschiebung der
Druckelemente im Anlagebereich zu den angrenzenden Bauteilen bewirkt.
Die Druckelemente wälzen sich sozusagen auf den Betonbauteilen
ab. In ihrer allgemeinen Form sind die Druckelemente so ausgeführt,
dass im Anlagebereich zu den angrenzenden Betonbauteilen ihre Kontaktprofile
im Horizontalschnitt, also in Richtung der größten
Längenänderung der Balkonplatte, eine konvex gewölbte Form
aufweisen.
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So
schlägt z. B. die
DE
94 10 288 U1 Druckelemente aus Keramik vor, die an ihren
Enden konvex gekrümmte Kontaktprofile aufweisen, so dass sich
diese Kontaktprofile gelenkig oder kugelgelenkartig am Beton der
Deckenplatte und der Balkonplatte abstützen. Diese Ausführungsart
der Druckelemente hat jedoch den Nachteil, dass durch den konstruktionsbedingt
großen Durchmesser der konvexen Wölbung, der aus
dem großen Durchmesser des Druckelementquerschnitts beruht,
die Relativbewegung im Anlagebereich der Druckelemente zu den angrenzenden Bauteilen
sehr hoch ist. Das verursacht einerseits eine hohe Abnutzung der
Druckelemente im Anlagebereich, wodurch spezielle Gleitlager notwendig
sind und andererseits eine Verringerung der Druckeinleitungsfläche
um das Maß der Relativbewegung, woraus ein unnötig
hoher Materialbedarf der thermisch schlecht isolierenden Druckelemente
resultiert. Zudem kann es im Bereich der Druckelemente zu Betonabplatzungen
kommen, die aus dem konstruktionsbedingt, insbesondere durch die
konvex gewölbte Form der Kontaktprofile, auftretenden Querzug
im Beton des anliegenden Bauteils resultieren. Um die Relativbewegungen
und etwaige Betonabplatzungen im Anlagebereich der Druckelemente
zu verringern, muss entweder in Richtung der größten
Längenänderung der vorkragenden Balkonplatte,
daher parallel zur wesentlichen Längserstreckung des thermisch
isolierenden Körpers, der Abstand der Dehnfugen zwischen
den einzelnen Balkonplattensegmenten verringert werden oder die Druckpressung
im Anlagebereich der Druckelemente muss reduziert werden, was für
eine nicht optimale Ausnutzung der Druckelemente sorgt, wodurch
deren Anzahl erhöht werden muss, so dass eine Verschlechterung
der thermisch isolierenden Funktion des Bauelementes zur Wärmedämmung
eintritt, da die Druckelemente aus einem thermisch schlecht isolierenden
Material bestehen.
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Weiterhin
ist aus der
EP 1 225
282 A2 ein Bauelement zur Wärmedämmung
bekannt, das einen Isolierkörper und Druckelemente mit
im Horizontalschnitt konvex gekrümmten Kontaktprofilen
umfasst. Die Druckelemente bestehen aus Beton und werden unter Verwendung
einer Gießform hergestellt, wobei die Gießform
als Gleitschicht wirkt. Durch die konvex gekrümmten Kontaktprofile
und die Gleitschicht sollten die Druckelemente den Relativbewegungen
der beiden angrenzenden Bauteile folgen können. Eine alternative
Bauform dieser Druckelemente besteht darin, dass jeweils ein größeres Druckelement
durch zwei parallelgeschaltete Druckelemente ersetzt wird, die eine
entsprechend kleinere Krafteinleitungsfläche in Form von
konvex gewölbten Kontaktprofilen benötigen. Hierdurch
ergibt sich ein Doppelgelenk mit schmalen Kontaktprofilen, dessen
Durchmesser der konvexen Wölbung sehr gering ist, so dass
die Relativbewegungen der Druckelemente im Anlagebereich zu den
angrenzenden Bauteilen zwar geringer sind als bei massigen dicken Druckelementen,
jedoch resultieren aus dem kleineren Durchmesser der konvex gewölbten
Kontaktprofile sehr schmale Stege der Druckelemente, die wiederum
aus einem höherwertigerem und festerem Material, z. B.
mikrostahlfaserbewehrter Hochleistungsfeinbeton, bestehen müssen,
um die benötigte Biegesteifigkeit sicherzustellen. Zudem
ist eine aufwendige Überwachung und Qualitätskontrolle
der Produktion und des Produktes notwendig. Ferner müssen
zur Verringerung der Versagenswahrscheinlichkeit des Betons der
angrenzenden Deckenplatte Zusatzbügel verwendet werden,
die die auftretenden Querzugspannungen im Überschneidungsbereich der
Krafteinleitungsflächen verringern.
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Aufgabe der Erfindung
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Hiervon
ausgehend liegt somit der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Bauelement zur Wärmedämmung vorzuschlagen,
dessen Druckelemente neben einer günstigen Übertragung und
Einleitung der auftretenden Druckkräfte in die angrenzenden
Bauteile auch die thermisch bedingten Relativbewegungen zwischen
den angrenzenden Betonbauteilen besonders vorteilhaft aufnehmen können,
wobei die Relativbewegung im Anlagebereich der Druckelemente zu
den angrenzenden Bauteilen sehr gering sein sollte.
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Lösung der Aufgabe
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass die Druckelemente an ihren den Bauteilen zugewandten Stirnseiten
zumindest ein im Horizontalschnitt nach innen gewölbtes
Kontaktprofil aufweisen und dass die Druckelemente eine Gelenkverbindung
zwischen den beiden Bauteilen herstellen.
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Darstellung der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Bauelement zur Wärmedämmung
verbindet zwei Bauteile miteinander und besteht im Wesentlichen
aus einem thermisch isolierenden Körper sowie aus Bewehrungselementen,
welche die auftretenden Belastungen, insbesondere Zug-, Druck- oder
Querkräfte sowie eine Kombination dieser Belastungen, die
durch das getragene Bauteil verursacht werden, auf das tragende Bauteil übertragen.
Die Belastungen sowie die für die Übertragung
der Belastungen notwendigen Bewehrungselemente variieren dabei je
nach Ausführungsform des getragenen Bauteils. Während
die Bewehrungselemente beispielsweise bei einem getragenen Bauteil,
dass keiner weiteren Abstützung bedarf, Zug-, Druck- und
Querkräfte übertragen, so sind es bei einem getragen
Bauteil, dass zusätzlich an seinem Ende abgestützt
wird, lediglich die Druck- und Querkräfte, die durch die
Bewehrungselemente übertragen werden müssen, so
dass bei Letzterem auf Zugkraft übertragende Bewehrungselemente
verzichtet werden kann. Die Druckkraft übertragenden Bewehrungselemente,
allgemein als Druckelemente bezeichnet, sind in beiden Belastungsfällen
notwendig, da diese ein Zusammendrücken des thermisch isolierenden
Körpers verhindern.
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Die
Kontaktprofile der Druckelemente sind in ihrer Form so zu gestalten,
dass diese im Horizontalschnitt, daher in Richtung der größten
Längenänderung der vorkragenden Balkonplatte bzw.
parallel zur wesentlichen Längserstreckung des thermisch
isolierenden Körpers, nach innen gewölbt, also
konkav, und insbesondere kreisbogenförmig gewölbt
ausgebildet sind. Dadurch ergibt sich eine ungehinderte und symmetrische
Relativ- bzw. Verschiebebewegung an beiden gegenüberliegenden
Kontaktprofilen.
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Der
konkave Querschnitt der Kontaktprofile erstreckt sich zweckmäßigerweise über
deren gesamte Höhe, so dass eine diesbezügliche
Möglichkeit der Ausführungsform darin besteht,
dass die Kontaktprofile die Negativform eines Oberflächensegments
einer Zylindermantelfläche aufweisen. Die Kraftübertragung
zwischen Druckelement und Betonbauteil erfolgt somit im Wesentlichen über
die gesamte Kontaktprofilfläche.
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Darüber
hinaus besteht eine bevorzugte Ausführungsform der Kontaktprofile
darin, dass diese auch im Vertikalschnitt nach innen gewölbt,
also konkav, und insbesondere kreisbogenförmig gewölbt ausgebildet
sind. Dadurch können die Kontaktprofile nicht nur den horizontalen
temperaturbedingten Relativbewegungen sondern auch den vertikalen
Setzungsbewegungen zwischen den beiden Bauteilen folgen. Die so
ausgeführten Druckelemente sind somit in horizontaler wie
in vertikaler Richtung gelenkig gelagert.
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Besonders
bevorzugt werden Ausführungsformen, bei denen die horizontale
und die vertikale Wölbung gleich groß sind, so
dass die Kontaktprofile die Negativform eines Oberflächensegments
einer Kugelmantelfläche aufweisen. Die Druckelemente liegen
somit immer vollflächig mit ihren stirnseitigen Kontaktprofilen
an den angrenzenden Betonbauteilen an. Zudem sorgt diese Ausführungsform
einer Innenwölbung des Kontaktprofils für eine
konzentrierte Krafteinleitung in das angrenzende Betonbauteil. Durch
den sich vor dem Kontaktprofil in dem Betonbauteil ergebenen Druckknoten
erhöht sich die aufnehmbare Betonspannung des an dem Kontaktprofil anliegenden
Betonbauteils. Dadurch kann bei gleichen statischen Erfordernissen
die Anzahl der Druckelemente verringert werden, wodurch sich die
thermisch isolierende Funktion des Bauelementes zur Wärmedämmung
verbessert.
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Weiterhin
ergibt sich der Vorteil eines beidseitig konkav gekrümmten
Kontaktprofils gegenüber eines beidseitig konvex gekrümmten
Kontaktprofils, dass die Druckelemente näher an der Unterseite
des getragenen Bauteils in das Bauelement zur Wärmedämmung
eingebaut werden können, da die auftretenden Belastungen,
die für ein Abplatzen des Betons an der Unterseite des
getragenen Bauteils sorgen, geringer sind. Die Druckelemente dienen
der Aufnahme des Drehmoments, dass durch das getragene Bauteil (z.
B. Balkonplatte) auf das tragende Bauteil (z. B. Deckenplatte) ausgeübt
wird. Aus diesem Grund ist ein möglichst großer
vertikaler Abstand zwischen den Zug- und Druckelementen vorzusehen.
Je größer dieser Abstand ist, umso größer sind
die Kräfte, die von den Zug- und Druckelementen aufgenommen
werden können. Aufgrund des vergrößerten
vertikalen Abstands zwischen den Zug- und Druckelementen kann nun
bei gleichen statischen Erfordernissen bzw. bei gleicher Tragfähigkeit der
Bauelemente zur Wärmedämmung die Anzahl der den
thermisch isolierenden Körper durchsetzenden Zug- und Druckelemente
verringert werden, wodurch sich die thermisch isolierende Funktion
der Bauelemente zur Wärmedämmung verbessert. Weiterhin
sorgt die Materialersparnis für eine Kostenersparnis und
ein geringeres Gewicht des Bauelementes zur Wärmedämmung.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schließt
die Wölbung der Kontaktprofile mit der seitlichen Wahndung
des Druckelementes ab, so dass sich die Wölbung im Wesentlichen über den
gesamten Querschnitt des Druckelementes erstreckt, um dadurch eine
möglichst große Kontaktprofilfläche zu
erreichen.
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Das
Druckelement kann jedoch auch so ausgeführt werden, dass
der Querschnitt der Wölbung der Kontaktprofile geringer
ist als der Querschnitt des Druckelementes, so dass das Druckelement
in der Frontansicht des Kontaktprofils eine äußere
den zu betonierenden Bauteilen zugewandte Wahndung aufweist. Dabei
ist es von Vorteil, wenn auf der äußeren Wahndung
ein elastisches Material angeordnet ist, so dass eine pendelgelenkartige
Bewegung der Druckelemente gewährleistet wird.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Kontaktprofilflächen
der Druckelemente eine besonders glatte Oberfläche auf,
so dass die Reibung zum Beton des angrenzenden Bauteils verringert
und damit die Lebensdauer des Druckelementes erhöht wird.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Kontaktprofilflächen
der Druckelemente mit einem Gleitmittel versehen. Bei dem Gleitmittel
handelt es sich bevorzugt um eine Beschichtung, die einen geringen
Reibungskoeffizienten zum Beton des angrenzenden Bauteils aufweist
und auf diese Weise ein Gleiten der benachbarten Oberflächen
verbessert. in diesem Zusammenhang werden besonders Teflon-Beschichtungen
bevorzugt.
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Gemäß einer
weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform handelt
es sich bei der Beschichtung um ein Trennmittel, dass eine haftende Verbindung
zwischen Kontaktprofil und Beton gänzlich verhindert. Die
Beschichtung kann entweder durch Tauchen, Sprühen oder
ein anderes Verfahren auf die Kontaktprofilfläche aufgebracht
werden.
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Ferner
können die Kontaktprofilflächen der Druckelemente
auch von einer formschlüssigen Gelenkpfanne umgeben sein,
welche im eingebauten Zustand mit dem angrenzenden Betonbauteil
verbunden ist. Dadurch wird eine Bewegung des Druckelementes in
der Gelenkpfanne ermöglicht, wodurch sich die Materialbelastung
des Betons des angrenzenden Bauteils sowie des Druckelementes reduziert.
Dies erhöht wiederum die Lebensdauer der Druckelemente.
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Zudem
werden bei der Verwendung einer Gelenkpfanne definierte Gleitbedingungen
vorgegeben, da die Reibungskoeffizienten der Materialien von Druckelement
und Gelenkpfanne bekannt sind.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform werden die Gelenkpfannen mit
den Druckelementen in das Bauelement zur Wärmedämmung
eingebaut. Die Gelenkpfannen können auf jede beliebige
Weise, insbesondere durch Kleben, an den Druckelementen und/oder
dem thermisch isolierenden Körper befestigt werden. Die
Gelenkpfannen können unterschiedlichste Formen aufweisen.
In ihrer einfachsten Ausführungsform entspricht der Außendurchmesser
der Gelenkpfanne im Wesentlichen dem Außendurchmesser des
Druckelementes.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform ragt die Gelenkpfanne
zumindest in Teilbereichen über die Kontaktprofilfläche
der Druckelemente hinaus. Die hinausragenden Teilbereiche der Gelenkpfanne
sind vorzugsweise so geformt, dass sie einen Dichtring zwischen
dem Druckelement und dem angrenzenden Bauteil bilden. Sind die Gelenkpfannen
lediglich mit den stirnseitigen Kontaktprofilflächen der
Druckelemente befestigt, dann werden durch den Druck des Betons
die hinausragenden Teilbereiche der Gelenkpfanne an die Oberfläche
des thermisch isolierenden Körpers gepresst.
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Die
Gelenkpfannen können jedoch auch mit ihren hinausragenden
Teilbereichen an den thermisch isolierenden Körper, z.
B. durch Kleben, befestigt werden. Dadurch wird einerseits ein Dichtring
gebildet und anderseits wird das sich zwischen zwei Gelenkpfannen
befindende Druckelement in dem thermisch isolierenden Körper
arretiert.
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Durch
den Dichtring wird nach dem Einbau des Bauelementes zur Wärmedämmung
ein Eindringen von Schlämmen des Betons in die Fuge zwischen
thermisch isolierenden Körper und Druckelement verhindert.
Der sich an den Druckelementen befindende Beton des angrenzenden
Bauteils würde bei einem Eindringen der Betonschlämmen
in die Fuge zwischen dem Druckelement und dem thermisch isolierenden
Körper in sehr grobkörniger Form aushärten,
da in diesem Bereich das in die Fuge eingedrungene Feinmaterial
fehlt. Dies würde zu einem Beton minderer Qualität
führen und die Bruchgefahr in diesem Bereich würde
sich erhöhen.
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Die
Gelenkpfannen bestehen bevorzugt aus Edelstahl oder Kunststoff (z.
B. Teflon), insbesondere einer Kunststofffolie oder einer mit Teflon
beschichteten Folie. Das Material der Gelenkpfanne kann selbst tragend
oder flexibel sein. Grundsätzlich weist das Material der
Gelenkpfanne einen niedrigen Reibungskoeffizienten zu dem Material
der Kontaktprofilfläche des Druckelementes auf.
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Um
eine ungehinderte Drehbewegung zwischen Druckelement und Betonbauteil
zuzulassen, empfiehlt es sich, dass sich die Druckelemente mit dem
gekrümmten Kontaktprofilbereich im Wesentlichen in dem
thermisch isolierenden Körper befinden und mit diesem abschließen.
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Darüber
hinaus können sich die Druckelemente auch vertieft in dem
thermisch isolierenden Körper befinden. Der thermisch isolierende
Körper weist dabei an den den Bauteilen zugewandten Stirnseiten
der Druckelemente Ausnehmungen auf in die beim Einbau des Bauelementes
zur Wärmedämmung der Beton fließt. Durch
den vertieften Einbau der Druckelemente ergibt sich der Vorteil,
dass die Druckelemente und damit auch die Kontaktprofilflächen
einen besseren thermischen Schutz über ihre den angrenzenden
Bauteilen zugewandten Stirnseiten aufweisen, wodurch sich die Feuerwiderstandsdauer
im Bereich der Stirnseiten erhöht. Somit ist es möglich
Bauelemente zur Wärmedämmung, welche zudem ein
Brandschutzelement an der Ober- und Unterseite des thermisch isolierenden Körpers
aufweisen, mit alkalibeständig ausgebildeten Druckelementen
aus Kunststoff oder aus faserverstärktem Kunststoff, speziell
aramid-, glas- und/oder karbonfaserverstärkten Thermoplasten
oder Duroplasten, mit einer für den Geschosswohnungsbau
notwendigen Feuerwiderstandsdauer anzubieten. Darüber hinaus weisen
Druckelemente aus Kunststoff oder aus faserverstärktem
Kunststoff ein wesentlich geringeres Gewicht als herkömmliche
Stahl- oder Betondruckelemente auf, wodurch sich der Transport der
Bauelemente zur Wärmedämmung erleichtert und die
Handhabung auf der Baustelle verbessert.
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Die
konkave Wölbung der Kontaktprofilfläche sowie
der schlüssige Einbau der Druckelemente in den thermisch
isolierenden Körper ermöglichen einen sehr guten
Schutz vor Beschädigung der Kontaktprofilfläche
selbst und der aufgebrachten Beschichtung, so dass die Beschichtung
während des Transportes nicht zusätzlich geschützt
werden muss.
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Der
Querschnitt der Druckelemente kann grundsätzlich eine beliebige
Form aufweisen. Bevorzugt ist jedoch eine runde, elliptische, quadratische oder
rechteckige Form. Die Druckelemente können beispielsweise
aus Beton, faserverstärktem Beton, Keramik, insbesondere
Schaumkeramik, Kunststoff oder aus faserverstärktem Kunststoff,
speziell aramid-, glas- und/oder karbonfaserverstärkten
Thermoplasten oder Duroplasten bestehen.
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Der
thermisch isolierende Körper besteht aus wärmedämmenden
Materialien, vorzugsweise aus Polyurethan, Phenolharz oder Polystyrol,
gegebenenfalls elastifiziertes Polysterol. Es ist jedoch auch möglich,
den thermisch isolierenden Körper aus mineralischen Materialien,
z. B. aus Mineralschaum, Schaumglas, Glas- oder Steinwolle herzustellen. Zweckmäßigerweise
werden die Druckelemente in den vorhandenen Aussparungen des thermisch
isolierenden Körpers durch Stecken und/oder Kleben fixiert.
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Weiterhin
ist von der vorliegenden Erfindung auch eine Anschlussgruppe umfasst,
die aus einer Anzahl von Bauelementen zur Wärmedämmung
besteht.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die sich aus
der konkaven Wölbung der Kontaktprofile ergebende pendelgelenkartige Drehbewegung
der Druckelemente, aufgrund des größeren Abstands
zwischen den Mittelpunkten der Rundungsdurchmesser der gewölbten
Kontaktprofile, die Relativbewegung bzw. Verschiebung im Anlagebereich
der Druckelemente zu den angrenzenden Bauteilen gegenüber
einer konvexen Wölbung gleichen Durchmessers bei den handelsüblichen
Bauelementdicken von 8 cm um bis zu 75 Prozent reduziert.
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Die
konkave Wölbung reduziert also im Gegensatz zu einer herkömmlichen
konvexen Wölbung den Verschiebeweg im Anlagebereich der
Druckelemente zu den angrenzenden Bauteilen erheblich, so dass entweder
die Abnutzung der Druckelemente im Anlagebereich sehr gering ist,
wodurch auf den Einsatz spezieller Gleitlager verzichtet werden
kann oder aber sich die Lebensdauer der Gleitlager im erheblichen
Male erhöht.
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Zudem
fällt aufgrund des reduzierten Verschiebewegs im Anlagebereich
der Druckelemente die Verringerung der Druckeinleitungsfläche
um das Maß des reduzierten Verschiebewegs nun wesentlich
geringer aus, weshalb der Materialbedarf für die Druckelemente
sinkt. Da die Druckelemente aus einem Material bestehen, dessen
thermisch isolierenden Eigenschaften wesentlich geringer als die
des thermisch isolierenden Körpers sind, den sie durchsetzen,
resultiert aus der Reduzierung des Materialbedarfs für
die Druckelemente eine Verbesserung der thermisch isolierenden Funktion
des Bauelementes zur Wärmedämmung. Weiterhin sorgt
die Materialersparnis für eine Kostenersparnis und ein
geringeres Gewicht der Druckelemente.
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Darüber
hinaus verkürzt die konkave Wölbung im Gegensatz
zu einer herkömmlichen konvexen Wölbung die Länge
der Druckelemente. Hierdurch verringert sich der Schlankheitsgrad
der Druckelemente, was wiederum für eine Erhöhung
der Biegesteifigkeit der Druckelemente sorgt. Aufgrund des geringen
Verschiebewegs im Anlagebereich der Druckelemente und der höheren
Biegesteifigkeit kann man nun auf kleine grazile parallelgeschaltete Druckelemente
verzichten und stattdessen größere massivere Druckelemente
wählen, welche eine höhere Biegesteifigkeit und
Druckbelastbarkeit aufweisen. Die Verkürzung der Druckelemente
sorgt ebenfalls für eine Materialersparnis und damit für
eine Kostenersparnis und ein geringeres Gewicht der Druckelemente.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Ausführungsbeispiele
sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden im folgendem näher beschrieben.
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Es
zeigen:
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1:
ein Bauelement zur Wärmedämmung mit erfindungsgemäßem
Druckelement in einem schematischen Horizontalschnitt;
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2:
das Bauelement zur Wärmedämmung in einem schematischen
Vertikalschnitt der 1 entlang der Ebene A-A;
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3:
eine alternative Ausführungsform eines Bauelementes zur
Wärmedämmung mit erfindungsgemäßem
Druckelement in einem schematischen Horizontalschnitt;
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4:
ein Bauelement zur Wärmedämmung mit erfindungsgemäßem
Druckelement und Gelenkpfanne in einem schematischen Horizontalschnitt;
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5:
eine alternative Ausführungsform eines Bauelementes zur
Wärmedämmung mit erfindungsgemäßem
Druckelement und Gelenkpfanne in einem schematischen Horizontalschnitt;
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6:
eine alternative Ausführungsform eines Bauelementes zur
Wärmedämmung mit erfindungsgemäßem
Druckelement und Gelenkpfanne in einem schematischen Horizontalschnitt;
und
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7:
die Relativbewegung bzw. Verschiebung im Anlagebereich verschiedener
Kontaktprofilausführungen gegenüber ihrem angrenzenden
Bauteil.
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Es
sei angemerkt, dass das jeweilig gezeigte Bauelement zur Wärmedämmung
in den abgebildeten 1 bis 6 nur ausschnittsweise
dargestellt wird. Das Bauelement zur Wärmedämmung
wird daher nicht mit all seinen Einzelteilen und seiner ganzen Höhe
sowie mit all seinen aus dem Stand der Technik bekannten Bewehrungselementen
zur Aufnahme der Zug- und Querkräfte abgebildet, da diese mit
der vorliegenden Erfindung nichts zu tun haben.
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1 zeigt
ausschnittsweise ein Bauelement 1 zur Wärmedämmung
im Horizontalschnitt, welches in 2 im Vertikalschnitt
durch die in 1 angedeutete Ebene A-A dargestellt
wird. Das Bauelement 1 zur Wärmedämmung
gemäß 1 und 2 ist zwischen
einem getragenen Bauteil A und einem tragenden Bauteil B eingebaut
und besteht im Wesentlichen aus einem thermisch isolierenden Körper 2 sowie
aus Bewehrungselementen in Form von in den 1 und 2 dargestellten
Druckelementen 3. Das erfindungsgemäße
Druckelement 3 durchsetzt den thermisch isolierenden Körper 2 im
Wesentlichen horizontal von Bauteil A zu Bauteil B und schließt
im Wesentlichen mit dem thermisch isolierenden Körper 2 ab.
An den den Bauteilen zugewandten Stirnseiten 4,5 weist
das Druckelement 3 gewölbte Kontaktprofile auf,
die die Druckkraft in das Druckelement 3 einleiten bzw.
in das angrenzende Bauteil ausleiten und damit übertragen.
Die Kontaktprofile sind gemäß dem in 1 abgebildeten
Horizontalschnitt und dem in 2 dargestellten
Vertikalschnitt nach innen gewölbt, wobei die Wölbung
der Kontaktprofile im Wesentlichen kreisbogenförmig und
gleich groß ausgebildet ist. Die Kontaktprofile des Druckelementes 3 weisen
somit die Negativform eines Oberflächensegments einer Kugelmantelfläche auf.
Um die Reibung zum Beton der angrenzenden Bauteile A, B zu reduzieren
sind die Kontaktprofilflächen der Druckelemente besonders
glatt ausgeführt bzw. die Kontaktprofilflächen
der Druckelemente sind mit einer Beschichtung 10 versehen,
welche einen geringen Reibungskoeffizienten zum Beton der angrenzenden
Bauteile A, B aufweist.
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In 3 ist
ausschnittsweise eine alternative Bauform eines Bauelementes zur
Wärmedämmung mit dem erfindungsgemäßen
Druckelement 13 abgebildet. Das Bauelement 11 zur
Wärmedämmung ist zwischen einem getragenen Bauteil
A und einem tragenden Bauteil B eingebaut und besteht im Wesentlichen
aus einem thermisch isolierenden Körper 12 sowie
aus den den thermisch isolierenden Körper 12 von
Bauteil A nach Bauteil B verlaufendem Druckelement 13.
Das Druckelement 13 ist in dem thermisch isolierenden Körper 12 vertieft
eingebaut, wobei der thermisch isolierende Körper 12 an
den den Bauteilen zugewandten Stirnseiten 14, 15 des
Druckelementes 13 Ausnehmungen 16, 17 aufweist
in die beim Einbau des Bauelementes zur Wärmedämmung
der Beton fließt, wodurch das Druckelement 13 einen
besseren thermischen Schutz über die den angrenzenden Bauteilen
zugewandten Stirnseiten 14, 15 aufweist. Die Kontaktprofilflächen
der Druckelemente sind ebenfalls besonders glatt ausgeführt
bzw. die Kontaktprofilflächen der Druckelemente sind mit einer
Beschichtung 20 versehen, welche einen geringen Reibungskoeffizienten
zum Beton der angrenzenden Bauteile A, B aufweist.
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4 zeigt
das in 1 dargestellte Bauelement 1 zur Wärmedämmung
mit dem Unterschied, dass sich an den den Bauteilen zugewandten
Stirnseiten 4, 5 des Druckelements 3 statt
einer Beschichtung formschlüssige Gelenkpfannen 8, 9 befinden. Die
Gelenkpfannen 8, 9 ragen zumindest in Teilbereichen 8a, 8b, 9a, 9b über
die gewölbten Kontaktprofilflächen die den Bauteilen
zugewandten Stirnseiten 4,5 hinaus. Die hinausragenden
Teilbereiche 8a, 8b, 9a, 9b der
Gelenkpfannen 8, 9 sind so geformt, dass sie einen
Dichtring zwischen dem Druckelement 3 und dem angrenzenden
Bauteil A, B bilden, indem sie an dem thermisch isolierenden Körper 2 anliegen. Die
Gelenkpfannen 8, 9 sind dabei mit ihren hinausragenden
Teilbereichen 8a, 8b, 9a, 9b an
den den Bauteilen A, B zugewandten Seiten des thermisch isolierenden
Körpers 2, z. B. durch Kleben, befestigt.
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Werden
die Gelenkpfannen 8, 9 nicht an dem thermisch
isolierenden Körper 2 sondern an den Druckelementen 3 befestigt,
insbesondere durch Kleben, dann werden durch den Druck des Betons
die hinausragenden Teilbereiche 8a, 8b, 9a, 9b der
Gelenkpfannen 8, 9 an die Oberfläche
des thermisch isolierenden Körpers 2 gepresst.
Dadurch wird nach dem Einbau des Bauelementes zur Wärmedämmung ein
Eindringen von Schlämmen des Betons in die Fuge zwischen
thermisch isolierenden Körper 2 und Druckelement 3 verhindert.
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5 zeigt
das in 3 dargestellte Bauelement 11 zur Wärmedämmung
mit dem Unterschied, dass sich an den den Bauteilen zugewandten
Stirnseiten 14, 15 des Druckelements 13 statt
einer Beschichtung formschlüssige Gelenkpfannen 18, 19 befinden.
Die Gelenkpfannen 18, 19 ragen zumindest in Teilbereichen 18a, 18b, 19a, 19b über
die gewölbten Kontaktprofilflächen die den Bauteilen
zugewandten Stirnseiten 14, 15 hinaus. Die hinausragenden
Teilbereiche 18a, 18b, 19a, 19b der
Gelenkpfannen 18, 19 sind ebenfalls so geformt,
dass sie einen Dichtring zwischen dem Druckelement 13 und
dem angrenzenden Bauteil A, B bilden, indem sie an dem thermisch
isolierenden Körper 12 anliegen. Die Gelenkpfannen 18, 19 sind
dabei mit ihren hinausragenden Teilbereichen 18a, 18b, 19a, 19b an
dem thermisch isolierenden Körpers 12, z. B. durch
Kleben, befestigt.
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6 zeigt
das in 3 dargestellte Bauelement 11 zur Wärmedämmung
mit dem Unterschied, dass sich an den den Bauteilen zugewandten
Stirnseiten 14, 15 des Druckelements 13 statt
einer Beschichtung formschlüssige Gelenkpfannen 28,29 befinden.
Die Gelenkpfannen 28, 29 ragen zumindest in Teilbereichen 28a, 28b, 29a, 29b über
die gewölbten Kontaktprofilflächen die den Bauteilen
zugewandten Stirnseiten 14, 15 hinaus und schließen
im Wesentlichen mit dem thermisch isolierenden Körper 12 ab. Die
Gelenkpfannen 28, 29 sind mit dem Druckelement 13 und/oder
mit ihren hinausragenden Teilbereichen 28a, 28b, 29a, 29b mit
den Wahndungen der gewölbten Ausnehmungen 16, 17 des
thermisch isolierenden Körpers 2, z. B. durch
Kleben befestigt.
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Es
sei angemerkt, das in 4, 5 und 6 zwischen
den Kontaktprofilflächen der Stirnseiten 4, 5, 14, 15 und
den Gelenkpfannen 8, 9,18, 19, 28, 29 Zwischenräume
dargestellt sind, die der besseren Veranschaulichung der einzelnen
Elemente in den Figuren dienen. In der Realität sind diese Zwischenräume
aufgrund der formschlüssigen Ausbildung der Gelenkpfannen
minimal.
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Die
Gegenüberstellung verschiedener Druckelemente in 7 zeigt
auf, wie groß die Relativbewegung bzw. Verschiebung im
Anlagebereich der Kontaktprofile gegenüber ihrem angrenzenden Bauteil
bezüglich der Wahl der Wölbungsausführung der
Kontaktprofile ist, wenn die Kontaktprofile der Druckelemente kraftschlüssig
an den angrenzenden Bauteilen anliegen. Die verschiedenen Ausführungsvarianten
geben die Relativbewegung im Anlagebereich der Kontaktprofile bei
einer Relativbewegung von 0,2 cm zweier Bauteile wieder, wobei die
Fugenbreite zwischen den beiden Bauteilen 8 cm beträgt.
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- A
- getragenes
Bauteil
- B
- tragendes
Bauteil
- 1;
11
- Bauelement
zur Wärmedämmung
- 2;
12
- thermisch
isolierender Körper
- 3;
13
- Druckelement
- 4,
5; 14, 15
- Stirnseiten
mit gewölbten Kontaktprofil
- 16,17
- Ausnehmungen
- 8,
9; 18, 19; 28, 29
- Gelenkpfannen
- 8a,
8b, 9a, 9b; 18a, 18b, 19a, 19b; 28a, 28b, 29a, 29b
- über
die gewölbten Kontaktprofilflächen des Druckelementes
hinausragenden Teilbereiche der Gelenkpfannen
- 10,
20
- Beschichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 9410288
U1 [0005]
- - EP 1225282 A2 [0006]