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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauelement zur Wärmedämmung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Im Stand der Technik sind bereits verschiedene Ausführungsformen von Bauelementen zur Wärmedämmung mit einem separaten Druckkraftverteilungselement bekannt, das dafür sorgt, dass die Druckkraft über eine möglichst große Oberfläche zwischen Druckelement und angrenzendem Bauteil übertragen werden kann. So wiesen in den Anfängen derartiger Bauelemente zur Wärmedämmung Druckelemente einen die Isolierkörperebene durchquerenden Druckstab auf und endständig an den Druckstab angeschweißte Druckplatten, siehe beispielsweise
DE-A-41 03 278 .
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In der Folgezeit wurden jedoch auch Bauformen vorgeschlagen, bei denen die Druckelemente und die Druckkraftverteilungselemente zueinander beweglich angeordnet waren, wie es beispielsweise in der
DE-A-40 09 987 beschrieben ist, wo das Druckelement aus einem Metallstab besteht, an den sich stirnseitige manschettenartige Druckkraftverteilungselemente anschließen und das Druckelement sowie die beiden Druckkraftverteilungselemente miteinander gelenkig verbunden sind – zumindest nachdem eine zu Montagezwecken vorgesehene gegenseitige Lagesicherung beseitigt ist. Diese Lagesicherung besteht aus stirnseitigen Fortsätzen des Druckelements, die sich in entsprechende Öffnungen der manschettenartigen Druckkraftverteilungselemente erstrecken und dort nietenförmig festgelegt sind. Dadurch ist sichergestellt, dass diese drei Elemente, also das Druckelement sowie die endständigen Druckkraftverteilungselemente die ihnen vorgegebene bzw. zugedachte Position beibehalten bis nach dem Anfügen der angrenzenden Bauteile und bis zum ersten tatsächlichen Belastungsfall, der zu einer seitlichen Abscherbewegung dieser nietenartigen Fortsätze führt. Nachteilig ist dabei jedoch, dass das Abscheren keinesfalls bündig mit der stirnseitigen Oberfläche des Druckelements erfolgen kann und dass auch die Öffnung für den Lagesicherungsvorsprung genau im Anlagebereich des Druckelements an das Druckkraftverteilungselement vorgesehen ist, also dort ebenfalls keine optimale Bewegungs- und Krafteinleitungsfläche zur Verfügung steht. Folglich kann bei dieser aus der
DE-A-40 09 987 bekannten Ausführungsform zwar das Druckkraftverteilungselement großflächig Druckkräfte übertragen und in ein entsprechend hinsichtlich der Wärmedämmung optimiertes Druckelement mit möglichst minimalem Querschnitt einleiten und ebenso können Druckkraftverteilungselemente und Druckelement gegenseitige Relativbewegungen durch die gelenkige Verbindung nahezu querkraftfrei mitmachen, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung der Funktion bei der Druckkraftübertragung kommt. Jedoch ist die Druckkraftübertragung durch die gestörten bzw. wenig optimierten einander zugewandten Anlageflächen verbesserungsbedürftig.
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Im Stand der Technik ist aus der
DE-A-196 27 342 eine weitere Ausführungsform eines Druckelements mit Druckkraftverteilungselement bekannt, bei dem das Druckkraftverteilungselement aus einem plattenförmigen Bauteil besteht, das durch eine schwalbenschwanzförmige formschlüssige Verbindung mit der Stirnseite eines zugeordneten Druckelements verbunden ist und so in Horizontalrichtung verlaufenden Relativbewegungen nahezu querkraftfrei folgen kann, bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Druckkraftübertragungsfunktion. Die genannte schwalbenschwanzförmige Ausbildung der formschlüssigen Verbindung zwischen Druckkraftverteilungselement und Druckelement sorgt einerseits zwar für eine gute Lagesicherung im Einbau- und Transportzustand, sie führt jedoch aufgrund der zahlreichen großflächigen Anlagebereiche zwischen Druckkraftverteilungselement und Druckelement sehr schnell zu Zwängungen, vor allem wenn keine exakt horizontale Relativbewegung zwischen Druckelement und zugeordnetem Bauteil stattfindet, sondern eine beispielsweise leichte Neigung oder Schrägstellung. Die dabei entstehenden Zwängungen führen zu entsprechenden Querkräften bis hin zu Zerstörungen des Druckelements oder des Druckkraftverteilungselementes im gegenseitigen Anlagebereich.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das hinsichtlich der Druckkraftübertragung einerseits und der Aufnahme von Relativbewegungen im Bereich des Druckelements andererseits optimiert ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Bauelement zur Wärmedämmung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen, deren Wortlaut hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen wird, um unnötige Textwiederholungen zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß weist das Druckelement ein Lagesicherungselement auf und ist das Druckkraftverteilungselement über das Lagesicherungselement am Druckelement positionierbar. Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, dass es vorteilhaft ist, die durch das separate Druckkraftverteilungselement bereits begonnene Funktionentrennung weiter zu betreiben und ein zusätzliches Lagesicherungselement vorzusehen, so dass also weder das Druckelement noch das Druckkraftverteilungselement selbst für die Lagesicherung sorgen müssen, sondern dass diese über ein separates Bauteil erfolgt.
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Damit können Druckelement und Druckkraftverteilungselement weiter hinsichtlich der Ihnen zugedachten Druckkraftübertragungsfunktion optimiert sein. Beispielsweise kann das Druckelement einen möglichst minimalen Querschnitt aufweisen, der zu einer demgemäß reduzierten Wärme- bzw. Kälteübertragung durch die Bauteilfuge bzw. den darin angeordneten Isolierkörper führt. Um aber gleichzeitig die Druckkraftübertragung zu verbessern, muss das Druckelement stirnseitig nicht selbst eine möglichst große Druckkrafteinleitungsfläche aufweisen, sondern kann dies durch das Verwenden des separaten Druckkraftverteilungselements gewährleisten, das entsprechend großflächig ausgebildet sein kann. Damit nun die Druckkraftübertragung zwischen Druckelement und separatem Druckkraftverteilungselement in optimaler Art und Weise erfolgen kann, sorgt das erfindungsgemäß vorgesehene Lagesicherungselement dafür, dass beide Bauteile in der ihnen zugedachten gegenseitigen Orientierung und Position eingebaut werden, wobei dieses Lagesicherungselement auch für eine etwaige gewünschte Relativbeweglichkeit zwischen Druckkraftverteilungselement und Druckelement sorgen kann.
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Vorteilhafterweise sind also die Druckkraftverteilungselemente durch jeweils ein Lagesicherungselement im Bereich der Stirnseite am Druckelement festlegbar, wobei zweckmäßigerweise die Festlegung außerhalb des Druckkraftübertragungsbereichs, also insbesondere außerhalb der Stirnseiten erfolgt.
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Ein besonderer Vorteil ergibt sich dann, wenn das Lagesicherungselement aus einer Gießform besteht und das Druckkraftverteilungselement aus einem in die Gießform einbringbaren aushärtenden und/oder abbindfähigen Füllstoff besteht, insbesondere aus einem zementhaltigen, faserbewehrten Baustoff wie Beton, wie hochfester oder ultrahochfester Beton oder wie hochfester oder ultrahochfester Mörtel oder aus einem Kunstharzgemisch oder aus einem Reaktionsharz. Dadurch ist sichergestellt, dass das Lagesicherungselement und das Druckkraftverteilungselement passgenau zueinander angeordnet sind. Wird dann die Gießform in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zusammen mit dem Druckkraftverteilungselement eingebaut, bildet also das Lagesicherungselement eine verlorene Gießform, so lässt sich sicherstellen, dass die optimale Anlage des Druckkraftverteilungselements am Lagesicherungselement auch nach dem Einbau beibehalten wird und die Gießform eine toleranzfreie an die Oberfläche des Druckkraftverteilungselements optimal angepasste Oberfläche zur Verfügung stellt.
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Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, dass das Lagesicherungselement eine Gleitschicht zwischen dem Druckelement und dem Druckkraftverteilungselement bildet; wenn also bereits das Lagesicherungselement ohnehin vorhanden ist, kann es in erfindungsgemäßer Art und Weise auch die Funktion einer Gleitschicht übernehmen, die bei beweglich gelagerten Druckelementen ohnehin oft vorhanden ist. Da auch dort bei den üblichen Anwendungsfällen die Gleitschicht lagegesichert am Druckelement festgelegt werden muss, ist es vorliegend besonders vorteilhaft, wenn dies durch das erfindungsgemäße Lagesicherungselement erfolgen kann, die Gleitschicht also selbst aus dem Lagesicherungselement besteht.
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Es liegt des weiteren im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wenn das Lagesicherungselement aus einer Gießform für das Druckelement besteht, wie es beispielsweise aus der
EP-A-1 225 282 bekannt ist, nur dass nunmehr die Gießform die weitere Funktion des Lagesicherungselements erfüllen und hierzu an ein separates Druckkraftverteilungselement angeschlossen sein muss.
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Dabei liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, sowohl Druckelement und Druckkraftverteilungselement durch ein und dieselbe Gießform herzustellen, als auch nur eines der beiden Elemente durch die Gießform herzustellen und das jeweils andere Element beispielsweise vorzufertigen.
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Wie bereits erwähnt, können das Druckelement und das Druckkraftverteilungselement miteinander unter Zwischenfügen des Lagesicherungselements gelenkig verbunden sein, wobei dann das Lagesicherungselement eine Gleitschicht für die Pendel- bzw. Schwenkbewegung zwischen Druckelement und Druckkraftverteilungselement bilden kann.
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In diesem Zusammenhang empfiehlt es sich, dass das Druckelement an seiner Stirnseite ein dem Bauteil zugewandtes im Vertikalschnitt und/oder im Horizontalschnitt konkav oder konvex gewölbtes Kontaktprofil aufweist und dass das Druckkraftverteilungselement eine im Vertikalschnitt und/oder im Horizontalschnitt in der Form an das Kontaktprofil entgegengesetzt angepasste konvex oder konkav gewölbte Krafteinleitungsfläche aufweist, so dass Druckelement und Druckkraftverteilungselement flächig entlang einer gewölbten Oberfläche aneinander anliegen. Wenn diese Wölbung eine Kreisbogenform aufweist, lässt sich hierdurch eine gelenkige Bewegung des Druckelements gegenüber dem Druckkraftverteilungselement entlang der kreisbogenförmigen gewölbten Oberfläche zur Verfügung stellen.
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Besonders empfehlenswert ist es, wenn das Druckkraftverteilungselement vollständig oder zumindest überwiegend im angrenzenden Bauteil angeordnet ist; dann kann sich das Druckelement auf den Bereich des Isolierkörpers beschränken und das Druckkraftverteilungselement durch form- bzw. stoffschlüssige Verbindung mit dem angrenzenden Bauteil mitbewegt werden, so dass dann die Relativbewegung vorzugsweise im Randbereich des Isolierkörpers, also in der Trennfläche zwischen Isolierkörper und Bauteil erfolgt. Dazu empfiehlt es sich also, dass das Druckelement mit seiner dem benachbarten Bauteil zugewandten Stirnfläche zumindest in etwa bündig mit der Isolierkörperseitenfläche abschließt.
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Alternativ dazu kann natürlich das Druckkraftvertellungselement auch im Bereich der Bauteilfuge, also im Isolierkörperbereich angeordnet sein, wobei es dennoch auch bei dieser Ausführungsform vorteilhaft wäre, das Druckkraftverteilungselement mit dem angrenzenden Bauteil derart fest zu verbinden, dass eine etwaige Relativbewegung zwischen den angrenzenden Bauteilen vom Druckkraftverteilungselement auf den Anlagebereich zwischen Druckelement und Druckkraftverteilungselement übertragen wird und so im vom Lagesicherungselement gebildeten Gleitschichtbereich stattfindet, der hinsichtlich der Beweglichkeit und Passgenauigkeit optimiert ist.
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In diesem Zusammenhang empfiehlt es sich, dass das Lagesicherungselement aus Kunststoff, Insbesondere aus HD-Polyethylen besteht, welches optimale Festigkeitswerte bei entsprechend optimalen Oberflächen-/Gleiteigenschaften aufweist.
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Weiterhin liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die den beiden einander gegenüberliegenden Stirnseiten eines Druckelements zugeordneten Lagesicherungselemente miteinander beispielsweise über ein Verbindungselement verbunden sind, so dass hierdurch eine Einheit aus Druckelement, stirnseitig jeweils angeschlossenen Druckkraftverteilungselementen und zugehörigen Lagesicherungselementen mit Verbindungselement zur Verfügung gestellt und diese Einheit gemeinsam in den Isolierkörperbereich eingesetzt werden kann, der für Sie vorgesehen ist. Alternativ dazu ist es natürlich aber auch möglich, die Einzelteile nacheinander im Isolierkörper anzuordnen, beispielsweise wenn das Lagesicherungselement aus einer Gießform besteht und das jeweilige Element erst im eingesetzten Zustand des Lagesicherungselements in den Isolierkörper hergestellt werden soll. Schließlich ist es durch die vorliegende Erfindung auch möglich, ein gemeinsames Lagesicherungselement für zwei zueinander benachbarte, insbesondere nebeneinander angeordnete Druckelemente vorzusehen, wobei durch das gemeinsame Lagesicherungselement entweder für jedes Druckelement ein separates Druckkraftverteilungselement zur Verfügung gestellt werden kann oder auch ein gemeinsames Druckkraftverteilungselement für die zwei benachbarten Druckelemente.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung; hierbei zeigen
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1a–1e ein Lagesicherungselement eines erfindungsgemäßen Bauelements zur Wärmedämmung in Draufsicht;
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2 ein Druckelement eines erfindungsgemäßen Bauelements zur Wärmedämmung in Seitenansicht mit stirnseitig angeschlossenen Druckkraftverteilungselementen und Lagesicherungselementen; und
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3 das Druckelement aus 2 mit den Lagesicherungselementen und Druckkraftverteilungselementen in Draufsicht.
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In 1 ist das erfindungswesentliche Teil eines Bauelements zur Wärmedämmung dargestellt, nämlich ein Lagesicherungselement 1a, 1b, welches aus einer Gießform besteht mit einem Hohlraum 2a, 2b, in welchen Beton, insbesondere hochfester oder ultrahochfester Beton für ein in 1 nicht dargestelltes Druckkraftverteilungselement eingefüllt werden kann.
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1 zeigt die Lagesicherungselemente 1a, 1b in 1d in perspektivischer Draufsicht, in 1b im Vertikalschnitt, in 1a im Horizontalschnitt entlang der Ebene B-B aus 1b, in 1c im Horizontalschnitt entlang der Ebene A-A aus 1b und in 1e in perspektivischer Draufsicht auf einen Schnitt entlang der Ebene A-A aus 1b.
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In 1 ist nicht nur der Hohlraum des Lagesicherungselements erkennbar, sondern es sind auch gekrümmte Oberflächen 3a, 3b, 3c, 3d, die als Gießform-Teil zweier in 1 nicht dargestellter Druckelemente fungieren, genauer gesagt für die Stirnseiten der beiden Druckelemente. In diesem gekrümmten Oberflächenbereich 3a–3d bildet das Lagesicherungselement 1a, 1b somit eine Gleitschicht 4a, 4b, 4c, 4d für den Kraftübertragungs- und Anlagebereich zwischen Druckkraftverteilungselement einerseits und den einzelnen Stirnseiten des Druckelementes andererseits. Durch die gekrümmte Kreisbogenform dieser Gleitschichten 4a bis 4d sowohl auf der den Druckelementen zugewandten Oberflächen 3a bis 3d als auch auf den gegenüberliegenden, dem Druckkraftverteilungselement zugeordneten Oberflächen 5a bis 5d liegen die Druckelemente und die zugehörigen Druckkraftverteilungselemente gelenkig aneinander an und können entlang der Kreisbogenform zueinander Relativbewegungen durchführen und dadurch sicherstellen, dass die Druckkräfte weiterhin querkraftfrei über die Gleitschicht zwischen Druckelement und Druckkraftverteilungselement übertragen werden können.
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Weiter ist in 1 ein Isolierkörperteilbereich 6 dargestellt, der die in 1 nicht dargestellten Druckelemente vor allem auf ihrer Unterseite trägt und teilweise durch entsprechende Aussparungen 7a, 7b ebenfalls als Gießform für die Druckelemente fungieren kann, indem die Aussparungen 7a, 7b der den Druckelementen zugedachten Form entsprechen. Die Gießform für die oberhalb des Isolierkörperteilbereichs 6 sich erstreckenden Bereiche der Druckelemente sind in 1 ebenfalls nicht dargestellt. In der Zeichnung nicht dargestellt ist ein Verbindungselement, welches dazu dient, die beiden Lagesicherungselemente 1a, 1b miteinander zu verbinden. Dieses kann sich beispielsweise in Horizontalrichtung stabförmig vom einen Lagesicherungselement 1a zum anderen Lagesicherungselement 1b durch den Isolierkörper 6 erstrecken. Dadurch wird der Abstand zwischen den stirnseitigen Gießformoberflächen 3a bis 3d und somit die Länge der zugehörigen Druckelemente vorgegeben, was etwa der Breite des Isolierkörpers 6 entspricht.
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In den 2 und 3 ist nun der untere Teilbereich eines erfindungsgemäßen Bauelements 10 dargestellt mit einem quaderförmigen Isolierkörper 16 und durch den Isolierkörper in Horizontalrichtung und senkrecht zu dessen Längserstreckung verlaufenden Druckelementen 19a, 19b, wobei die in den 2 und 3 dargestellten Druckelemente 19a, 19b parallel zueinander in Horizontalrichtung benachbart angeordnet sind, sich von einem angrenzenden Bauteil A, beispielsweise einer Deckenplatte zu einem gegenüberliegenden angrenzenden Bauteil B, beispielsweise einer Balkonplatte erstrecken und zur gegenseitigen Druckkraftübertragung mit kreisbogenförmig gewölbten Stirnseiten 22a, 22b, 22c, 22d geringfügig gegenüber der Isolierkörperebene in die Ebenen der Bauteile A, B vorstehen.
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Erfindungsgemäß ist nun im Bereich der Bauteile A, B im Bereich der Stirnseiten der Druckelemente 19a, 19b jeweils ein Druckkraftverteilungselement 20a, 20b vorgesehen, welches zur Druckkrafteinleitung bzw. Druckkraftausleitung zwischen den Druckelementen 19a, 19b und den angrenzenden Bauteilen A, B, dient. Diese Druckkraftverteilungselemente 20a, 20b schließen im Wesentlichen bündig mit den Seitenflächen der Bauteile A, B ab und verlaufen somit im eingebauten Zustand entlang der Seitenflächen 21a, 21b des Isolierkörpers 16. Lediglich im Bereich der Druckelemente springen sie etwas aus dieser bündigen Erstreckung zurück und sind dort angepasst an die kreisbogenförmig gewölbten Stirnseiten 22a, 22b, 22c, 22d der Druckelemente 19a, 19b und weisen somit hieran angepasste komplementäre kreisbogenförmig Rücksprünge 23a bis 23d auf.
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Wie insbesondere aus der Draufsicht in 3 ersichtlich ist, liegen die Druckelemente mit ihren kreisbogenförmig ausgebildeten konvexen Stirnseiten flächig an den genannten Rücksprüngen der Druckkraftverteilungselemente an und gehen mit diesen eine gelenkige Verbindung ein, durch die es möglich ist, dass sich die Bauteile A und B parallel zueinander in Horizontalrichtung verschieben und hierbei die Druckelemente 19a, 19b der Verschiebebewegung durch leichte Schrägstellung nahezu querkraftfrei folgen.
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Da erfindungsgemäß zwischen den Druckelementen 19a, 19b und den Druckkraftverteilungselementen 20a, 20b Lagefixierungselemente 11a, 11b angeordnet sind, die eine Gleitschicht zwischen den Druckelementen und den Druckkraftverteilungselementen bilden, wird die Haftreibung im gegenseitigen Anlagebereich der Druckelemente und der Druckkraftverteilungselemente deutlich reduziert, so dass eine gleitende Schwenkbewegung ohne größere Hafteffekte und dadurch verursachte Querkräfte möglich ist.
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In den 2 und 3 sind die als Gießform für die Druckkraftverteilungselemente fungierenden Lagesicherungselemente 11a, 11b lediglich als Umrisslinien der Druckkraftverteilungselemente 20a, 20b erkennbar, wobei ersichtlich ist, dass diese insgesamt eine etwa quaderförmige Außenkontur aufweisen mit den als Gleitschichten 14a, 14b, 14c, 14d dienenden kreisbogenförmigen Rücksprüngen, an denen die entsprechenden Stirnseiten 22a bis 22d der Druckelemente 19a, 19b einerseits und die gegenüberliegenden Rücksprünge der Druckkraftverteilungselemente 20a, 20b, nämlich die dortigen Oberflächen 23a bis 23d anliegen.
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Indem zwischen den beiden Lagesicherungselementen 11a, 11b ein Verbindungssteg 18 angeordnet ist, werden die Druckelemente 19a, 19b zwischen den Lastverteilungselementen 11a, 11b während der Herstellung, des Transports und des Einbaus gehalten und so in der vorgegebenen Orientierung und Position gegenüber den Druckkraftverteilungselementen 20a, 20b angeordnet.
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Zusammengefasst bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, Druckelemente mit zusätzlichen separaten Druckkraftverteilungselementen zu kombinieren und aber beide Elemente zueinander in vorgegebener Orientierung und Lage anzuordnen, so dass eine optimale Druckkraftübertragung im eingebauten Zustand ermöglicht wird und gleichzeitig auch im Anlagebereich zwischen den Druckelementen und den Druckkraftverteilungselementen eine Gleitschicht positionsgenau angeordnet wird, die die gegenseitige Relativbewegung zwischen Druckelementen und Druckkraftverteilungselementen verbessert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4103278 A [0002]
- DE 4009987 A [0003, 0003]
- DE 19627342 A [0004]
- EP 1225282 A [0013]
