DE102011117146B4

DE102011117146B4 - Stützvorrichtung, Verfahren zu deren Herstellung und Bauelement

Info

Publication number: DE102011117146B4
Application number: DE102011117146.4A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2014-04-17
Anticipated expiration: 2031-10-29
Also published as: DE102011117146A1; WO2013060459A1

Abstract

Stützvorrichtung (1) für ein Bauelement mit zwei parallel angeordneten Deckplatten (12), umfassend eine Mehrzahl von im Wesentlichen stabförmigen Stützen (2) gleicher Länge, wobei die Stützen (2) jeweils paarweise durch Streben (8) miteinander verbunden sind, und wobei zumindest ein Teil der Stützen (2) ein eine axiale Kontaktfläche (6) bildendes axiales Ende (4) aufweist, das gegenüber dem mittigen Querschnitt der Stütze (2) verbreitert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Streben (8) in einem Zick-Zack-Muster angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stützvorrichtung für ein Bauelement mit zwei parallel angeordneten Deckplatten, umfassend eine Mehrzahl von im Wesentlichen stabförmigen Stützen gleicher Länge, wobei die Stützen jeweils paarweise durch Streben miteinander verbunden sind, und wobei zumindest ein Teil der Stützen ein eine axiale Kontakfläche bildendes axiales Ende aufweist, das gegenüber dem mittigen Querschnitt der Stütze verbreitert ist. Die Erfindung betrifft weiter eine Stützvorrichtung für ein Bauelement mit zwei parallel angeordneten Deckplatten, umfassend eine Mehrzahl von im Wesentlichen stabförmigen Stützen gleicher Länge, wobei die Stützen jeweils paarweise durch Streben miteinander verbunden sind, und wobei zumindest ein Teil der Stützen ein eine axiale Kontaktfläche bildendes Ende aufweist, das sich unter Druckeinwirkung in axialer Richtung gegenüber dem mittigen Querschnitt der Stütze verbreitert. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung derartiger Stützvorrichtungen sowie ein Bauelement.
Eine der wichtigsten Herausforderungen für die Zukunft ist, den Verbrauch an Rohstoffen drastisch zu reduzieren. Insbesondere im Bausektor liegen hier sowohl für zukünftige Projekte, als auch im Bestand, erhebliche Potentiale brach. Das betrifft sowohl den durch die Nutzung entstehenden Verbrauch an Energie, als auch die graue Energie, die mit Bau, Erhalt und Abriss der Gebäude verbunden ist. Eine weitere Herausforderung besteht darin, erneuerbare Energie, möglichst ohne Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion und zum Naturschutz, kostengünstig zu gewinnen und speicherbar zu machen.
Hinsichtlich der durch Nutzung des Gebäudes verbrauchten Energie liegt in jüngster Zeit der Fokus auf einer Verbesserung der Wärmeisolierung. Hinsichtlich der verbrauchten Energie insbesondere beim Bau kommen Leichtbauweisen zur Anwendung. In beiden Bereichen gibt es Ansätze, hier Vakuumtechnik zur Anwendung zu bringen.
Häufig kommen hier Bauelemente in Sandwich-Bauweise zur Anwendung, d. h. Bauelemente mit zwei parallel angeordneten Deckplatten und einer entweder hohlen oder verfüllten Kernstruktur. Diese können auch zur Isolierung gegen Wärme und Schall evakuiert werden. Gerade bei großen Sandwich-Elementen ist dann aber entweder eine druckfeste, aber poröse Verfüllung notwendig, um die Stabilität zu gewährleisten, oder es müssen entsprechende Stützvorrichtungen zur Anwendung kommen, die die Deckplatten gegeneinander abstützen.
Kernschichten für z. B. Sandwich-Paneele nach dem Stand der Technik bestehen größtenteils aus geschäumten Kunststoffen, aus leichten Hölzern oder aus Wabenstrukturen. Des weiteren gibt es Sandwich-Paneele mit Stegen als Abstandhalter, gefalteten Strukturen oder Wellstrukturen.
Stützvorrichtungen der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus der AT 298 011 B , der AT 191 599 B oder der WO 1999 007 958 A1 bekannt.
Ein guter Kontakt und eine Stabilisierung gegenüber den Deckplatten wird hier durch die Verbreiterung am axialen Ende erreicht. Dadurch wird die Kontaktfläche vergrößert und dennoch Material eingespart. Die Stäbe können dabei rund, eckig, X-förmig oder in einer anderen Art und Weise ausgebildet sein.
Alternativ sind zumindest ein Teil der Stützen an ihrem jeweiligen axialen Ende derart ausgestaltet, dass sie sich unter Druckeinwirkung in axialer Richtung gegenüber ihrem mittigen Querschnitt verbreitern. In dieser Ausgestaltungsform haben die Stützen im unverbauten Zustand nicht notwendigerweise einen größeren Querschnitt mit einer größeren Kontaktfläche an ihrem Ende, sondern die vergrößerte Kontaktfläche wird erst durch Druckeinwirkung beim Einbau zwischen den Deckplatten erzeugt. Dies ist beispielsweise durch entsprechende Schlitze und Materialaussparungen am jeweiligen Ende möglich. Transport und Herstellung der Stützen werden dadurch vereinfacht.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Stützvorrichtung für Sandwich-Bauelemente bereit zu stellen, die das Verfahren zur Herstellung dieser Elemente vereinfacht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem zumindest ein Teil der Streben in einem Zick-Zack-Muster angeordnet ist.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass eine Stützvorrichtung besonders einfach ausgestaltet sein sollte, einfach herzustellen und platzsparend zu transportieren. Gleichzeitig sollte die Stützvorrichtung sich für solche Sandwich-Bauelemente eignen, die vor Ort auf der Baustelle zusammengefügt werden. Dies ist durch eine paarweise Verbindung mehrerer stabförmiger Elemente über Streben möglich, so dass sich die stabförmigen Stützen gegenseitig stabilisieren. Die Streben sind dabei in einem Zick-Zack-Muster angeordnet. D. h., die Streben werden in immer gleichen Winkeln in abwechselnder Richtung aneinandergereiht, wobei die auf eine Strebe folgende übernächste Strebe zu dieser parallel ist. Dadurch werden zwei Reihen Stützen so miteinander verbunden, dass sie eine Einheit bilden, die frei stehend gegen Kippen gesichert ist.
Vorteilhafterweise weist zumindest ein Teil der endseitig verbreiterten Stützen ein axiales Ende mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt auf. Dies ermöglicht eine besonders einfache Verbreiterung des Querschnitts unter Druck. Durch die angewinkelten Innenflächen biegen sich die beiden Enden des Schwalbenschwanzes unter Druckeinwirkung durch die Deckplatte nach außen, so dass sich der Querschnitt verbreitert und eine vergrößerte Kontaktfläche entsteht.
Vorteilhafterweise ist an einer axialen Kontaktfläche der endseitig verbreiterten Stützen ein Klebstoff angebracht. Hierdurch werden die Stützen an der jeweiligen Deckplatte fixiert. Beispielsweise kann hier ein thermoplastischer Klebfilm zur Anwendung kommen, der durch Erwärmen flexibel und nach dem Erkalten fest wird. Beim Rückbau oder dem Auswechseln der Deckschicht können so die Komponenten durch erneutes Erwärmen zerstörungsfrei getrennt werden. Selbstverständlich sind aber auch alle anderen für den jeweiligen Einsatzzweck/die Materialkombination geeigneten Klebstoffe einsetzbar.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist der Klebstoff in einer druckzerstörbaren Kapsel angeordnet. Dadurch kann der Klebstoff bereits vorab an den Stützen fixiert werden, ohne dass ein versehentliches Verkleben z. B. beim Transport erfolgt. Unter Druckeinwirkung beim Zusammenbau oder bei der Evakuierung des Bauteils wird die Kapsel zerstört und der Klebstoff frei. Gleichzeitig kann das verkapselte Klebmittel so gestaltet sein, dass es während der Positionierung der Deckschicht als Gleitschicht fungiert. In der Ausgestaltung mit unter Druck verbreiterbaren Kontaktflächen wird dann beim Zusammenbau der Deckplatten zuerst das Ende der Stütze auseinander gedrückt und dann bei höherem Druck der Klebstoff freigesetzt.
In weiterer oder alternativer vorteilhafter Ausgestaltung ist an einer axialen Kontaktfläche der endseitig verbreiterten Stützen eine den Reibungswiderstand erhöhende Schicht angebracht. Insbesondere bei Verwendung in evakuierten Bauteilen kann statt Klebstoff eine Schicht mit einem hohen Reibungswiderstand (z. B. ein Elastomer) zusammen mit dem atmosphärischen Druck für eine kraftschlüssige Verbindung sorgen. Ein Einsatz von Klebstoff ist dann nicht unbedingt notwendig, was Transport und Zusammenbau vereinfacht.
In weiterer alternativer oder zusätzlicher vorteilhafter Ausgestaltung ist zwischen einer axialen Kontaktfläche der endseitig verbreiterten Stützen und zumindest einer der Deckplatten eine mechanisch lösbare Verbindung angeordnet. Hier können beispielsweise ein Klettverschluss oder Druckknöpfe zur Anwendung kommen. Dies bietet ebenfalls den Vorteil, dass Klebstoff entfallen kann und die Verbindung damit reversibel ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist zumindest eine der Streben an den durch sie verbundenen Stützen drehbar gelagert. Dies ermöglicht ein Zusammenklappen oder Zusammenschieben der Stützvorrichtung, so dass ein platzsparender Transport sowie eine einfache Größenanpassung der Stützvorrichtung ermöglicht werden.
Vorteilhafterweise sind die Streben an den durch sie verbundenen Stützen in axialer Richtung mittig befestigt. Durch eine derartige Verbindung der Stützen auf halber Höhe, können mit dieser Grundform auch gebogene Elemente hergestellt werden.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren, in dem die Stützvorrichtung im Spritzdruck- oder Spritzgussverfahren hergestellt ist. Dies vereinfacht die Herstellung dramatisch. Es wird lediglich eine einfache Form ohne Hinterschneidungen benötigt und die Temperaturführung ist durch die geringe Masse des Elements problemlos.
Die Erfindung umfasst weiterhin ein Bauelement mit zwei parallel angeordneten Deckplatten, welches eine beschriebene Stützvorrichtung umfasst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die einfache Ausgestaltung der Stützvorrichtung als durch Streben verbundene, stabförmige Stützen eine einfache, kostensparende Produktion von Sandwich-Bauelementen, insbesondere mit evakuiertem Hohlraum vor Ort auf einer Baustelle möglich wird. Die am axialen Ende der Stäbe vergrößerte Kontaktfläche dient dazu, dass bei Verwendung von Klebstoffen mit dünnen Schichten gearbeitet werden kann und die Ausbildung von Kehlnähten, wie bei der Verklebung von Waben üblich, nicht notwendig ist. Weiterhin wird für Transport und Lagerung – im Vergleich zu dem Endprodukt mit Deckschichten – weniger Platz beansprucht, da die Kernstruktur ineinander stapelbar oder ausziehbar oder über Gelenke zusammenfaltbar ist.
Vorteil dieser Form ist weiterhin, dass sie für viele Anwendungen einsetzbar ist und den Materialaufwand auf ein Minimum reduziert. Zusätzlich bietet sie ein Maximum an frei nutzbarem Raum für den Einbau zusätzlicher Elemente in dem Bauteil. Das Zusammenfügen der einzelnen Zick-Zack-Elemente zu einem großen Element kann z. B. durch Aufkleben mehrerer flacher Kunststoffbänder auf den Mittelstegen geschehen. Lagerung und Transport finden dann bei einer Ausführung mit drehbar gelagerten Streben in zusammengeschobenen Zustand statt, für die Produktion eines Elementes mit Deckschichten muss diese Einheit nur auseinander gezogen werden.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen
1 eine ausschnittsweise Seitenansicht einer Stützvorrichtung mit verbreiterten axialen Enden der Stützen,
2 eine ausschnittsweise Aufsicht der Stützvorrichtung aus 1,
3 eine ausschnittsweise Seitenansicht einer Stützvorrichtung mit verbreiterbaren axialen Enden im nicht eingebauten Zustand, und
4 eine ausschnittsweise Seitenansicht der Stützvorrichtung aus 4.
Die Stützvorrichtung 1 gemäß der 1 umfasst eine Mehrzahl von stabförmigen Stützen 2 gleicher Länge. Die Stützen 2 sind im Ausführungsbeispiel von rundem Querschnitt, können aber auch eckig, X-förmig etc. ausgestaltet sein. An ihren axialen Enden 4 verbreitert sich der Querschnitt der Stützen 2, so dass sich eine im Vergleich zum Querschnitt breitere axiale Kontaktfläche 6 (d. h. mit axialer Normale) ergibt.
Die Stützen 2 sind im Spritzgussverfahren hergestellt, alternativ ist eine Herstellung durch Spritzdruck denkbar. Sie sind mittig paarweise und seriell miteinander durch Streben 8 verbunden. Die Streben 8 sind dabei drehbar an den Stützen 2 gelagert, so dass die Stützvorrichtung 1 zum einfacheren Transport zusammengeschoben werden kann. Auf der Kontaktfläche 6 ist ein Elastomer angeordnet, dass die Haftreibung erhöht und so für eine kraftschlüssige Verbindung beim Einbau in ein Sandwich-Bauelement sorgt. Alternativ kann eine mechanisch lösbare Verbindung vorgesehen sein.
Die Stützen 2 sind durch die Streben 8 zick-zack-artig verbunden, wie in 2 in der Aufsicht dargestellt ist. Jeweils die auf eine Strebe 8 folgende übernächste Strebe 8 ist zu dieser parallel. Die Streben 8 sind von gleicher Länge. Das Element ist auch durch die mittige Anordnung der Streben 8 an den Stützen 2 biegbar, so dass auch gebogene Bauelemente durch die Stützvorrichtung 1 abgestützt werden können.
3 zeigt eine alternativ ausgestaltete Stütze 2 in der Stützvorrichtung 1. Letztere ist ebenso wie in den 1 und 2 aufgebaut, lediglich das axiale Ende 4 der Stütze 2 ist anders ausgestaltet. Das axiale Ende ist – wie in 3 dargestellt – im nicht eingebauten Zustand nicht verbreitert. Es ist stattdessen mit einem Schwalbenschwanzquerschnitt ausgestaltet. Zwischen den beiden Enden des Schwalbenschwanzes ist eine Kapsel 10 fixiert, die unter Druck zerstörbar ist und einen Klebstoff enthält.
Wird die Stütze 2 aus 3 zwischen die in 4 dargestellten Deckplatten 12 gebracht und diese zusammengedrückt, entweder manuell oder durch den atmosphärischen Druck beim Evakuieren zwischen den Deckplatten 12, so werden die beiden Enden des Schwalbenschwanzes auseinander gedrückt, dargestellt in 4. So entsteht eine breitere Kontaktfläche. Gleichzeitig wird die Kapsel 10 zerdrückt und der Klebstoff 14 wird frei. Dadurch wird die Stütze 2 beim Einbau an den Deckplatten 12 fixiert.

Claims

Stützvorrichtung (1) für ein Bauelement mit zwei parallel angeordneten Deckplatten (12), umfassend eine Mehrzahl von im Wesentlichen stabförmigen Stützen (2) gleicher Länge, wobei die Stützen (2) jeweils paarweise durch Streben (8) miteinander verbunden sind, und wobei zumindest ein Teil der Stützen (2) ein eine axiale Kontaktfläche (6) bildendes axiales Ende (4) aufweist, das gegenüber dem mittigen Querschnitt der Stütze (2) verbreitert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Streben (8) in einem Zick-Zack-Muster angeordnet sind.
Stützvorrichtung (1) für ein Bauelement mit zwei parallel angeordneten Deckplatten (12), umfassend eine Mehrzahl von im Wesentlichen stabförmigen Stützen (2) gleicher Länge, wobei die Stützen (2) jeweils paarweise durch Streben (8) miteinander verbunden sind, und wobei zumindest ein Teil der Stützen (2) ein eine axiale Kontaktfläche (6) bildendes axiales Ende (4) aufweist, das derart ausgestaltet ist, dass es sich unter Druckeinwirkung in axialer Richtung gegenüber dem mittigen Querschnitt der Stütze (2) verbreitert, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Streben (8) in einem Zick-Zack-Muster angeordnet sind.
Stützvorrichtung (1) nach Anspruch 2, bei dem das jeweilige axiale Ende (4) einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt aufweist.
Stützvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der an einer axialen Kontaktfläche (6) der endseitig verbreiterten Stützen (2) ein Klebstoff (14) angebracht ist.
Stützvorrichtung (1) nach Anspruch 4, bei der der Klebstoff (14) in einer druckzerstörbaren Kapsel (10) angeordnet ist.
Stützvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der an einer axialen Kontaktfläche (6) der endseitig verbreiterten Stützen (2) eine den Reibungswiderstand erhöhende Schicht angebracht ist.
Stützvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der an einer axialen Kontaktfläche (6) der endseitig verbreiterten Stützen (2) ein Teil einer mechanisch lösbaren Verbindung zwischen einer Deckplatte (12) und einer diese stützenden Stützvorrichtung (1) eines Bauelementes angeordnet ist.
Stützvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zumindest eine der Streben (8) an den durch sie verbundenen Stützen (2) drehbar gelagert ist.
Stützvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Streben (8) an den durch sie verbundenen Stützen (2) in axialer Richtung mittig befestigt sind.
Verfahren zur Herstellung einer Stützvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stützvorrichtung im Spritzdruck- oder Spritzgussverfahren hergestellt ist.
Bauelement mit zwei parallel angeordneten Deckplatten (12) und einer Stützvorrichtung (1) nach einem Ansprüche 1 bis 9 und/oder einer Stützvorrichtung (1), die mit dem Verfahren nach Anspruch 10 hergestellt ist.