DE102012004787A1

DE102012004787A1 - Abstandeinlage zum Einsetzen in mit einem Basismaterial herzustellende Bauteile mit integrierten textilen Strukturen

Info

Publication number: DE102012004787A1
Application number: DE201210004787
Authority: DE
Inventors: Daniel Ehlig; Frank Schladitz; Manfred Curbach
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2032-03-07
Also published as: DE102012004787B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abstandeinlage (1) zum Einsetzen in mit einem Basismaterial herzustellende Bauteile (89) mit integrierten textilen Strukturen (21, 22). Dabei sind zur Anordnung mehrerer Abstandshalter (2, 3, 4, 5, 24) oder zur Sicherstellung eines gleichmäßigen Abstandes der Abstandshalter (2, 3, 4, 5, 24) untereinander oder zur frühzeitigen Anpassung einer Bewehrung Distanzstücke (6, 7, 8, 9, 37) der Abstandhalter (2, 3, 4, 5, 24) in eine Verbindungsstruktur (10, 20, 60) eingebracht, wobei die Distanzstücke (6, 7, 8, 9, 37) über Öffnungen (11, 12, 13, 14) zur Einführung von Arretierhaltern der Abstandshalter (2, 3, 4, 5, 24) verfügen und die zumindest mit stabförmigen Elementen (15) verbunden sind, wobei die Verbindungsstruktur (10, 20, 60) eine ebene, gekrümmte oder unebene Struktur aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft Abstandeinlage zum Einsetzen in mit einem Basismaterial herzustellende Bauteile mit integrierten textilen Strukturen.
Textile Strukturen bestehen meist aus mehreren Lagen von sich kreuzenden Garnen. Die Garne können dabei übereinander gelegt oder auch verwebt sein. Die Garne können aus verschiedenen Materialien bestehen. Im technischen Bereich sind es meist Glas oder Carbon. Die textilen Strukturen werden immer häufiger in verschiedene Basismaterialien wie beispielsweise Kunststoffe, Harze oder Gummi oder mineralische Stoffe wie Gips, Mörtel oder Beton eingelegt. Das Einlegen der textilen Strukturen erfolgt aus konstruktiven, zum Teil optischen aber vor allem aus statischen Gründen. Werden textile Strukturen aus statischen Gründen eingelegt, werden sie meist als textile Bewehrung bezeichnet.
Die textile Struktur kann mehrere Garnanlagen haben, die sich unter verschiedenen vordefinierten Winkeln, wie z. B. 90° und/oder 45° kreuzen oder schneiden können.
Wird ein Material mit mindestens einem weiteren Material verbunden, hier eine textile Struktur mit einem Basismaterial wie beispielsweise Kunststoffe oder mineralische Stoffe, wird oft von einem Verbundwerkstoff gesprochen. Zur besseren Definition gibt es meist auch Begriffe, die den Verbundwerkstoff genauer beschreiben. Ein Beton in Verbindung mit einer textilen Bewehrung wird oft auch als textilbewehrter Beton, Textilbeton oder textilbewehrter Mörtel bezeichnet. Wird ein Kunststoff mit einer textilen Struktur versehen, wird oft von einem faserverstärkten oder faserbewehrten Kunststoff gesprochen.
Damit die textilen Strukturen im Bauteil ihre Funktion erfüllen können, ist es zweckmäßig, sie an eine zuvor definierte Stelle/Position im Bauteil zu legen. Dabei ist es vorgesehen, die textile Struktur mit einem bestimmten/vordefinierten Abstand zur Bauteilaußenkante einzusetzen. Wenn mehrere Lagen textiler Strukturen notwendig sind, müssen diese meist auch einen bestimmten/vordefinierten Abstand untereinander besitzen.
Zu Herstellung von Verbundwerkstoffen, wie beispielsweise textilbewehrtem Beton, wurden mehrere Herstellverfahren entwickelt. Dabei ist das Verfahren mit einem schichtenweisen Einbauen der textilen Struktur und des umschließenden Basismaterials verbunden. Wird beispielsweise die Herstellung von textilbewehrtem Beton in einer liegenden Schalung betrachtet, wird zunächst eine Schicht Beton eingebracht. Auf die eingebrachte Betonschicht, deren Dicke meist nur wenige Millimeter beträgt, wird anschließend eine Lage der textilen Struktur gelegt und ggf. leicht eingedrückt. Die Dicke der Betonschicht entspricht somit in etwa dem Abstand der textilen Struktur zur Bauteilaußenkante, so dass diese Betonschicht sehr exakt eingebracht werden muss. Auf die eingelegte textile Struktur wird eine weitere Betonschicht aufgetragen. Sind keine weiteren Lagen textiler Strukturen notwendig, ist die Betonschicht die letzte Schicht und muss sehr genau abgezogen werden, um wiederum den zuvor definierten Abstand der textilen Struktur zu dieser Bauteilaußenkante sicherzustellen. Sind weitere Lagen textiler Strukturen vorgesehen, so wird auf die Betonschicht eine weitere Lage der textilen Struktur aufgelegt und ggf. leicht eingedrückt. Die Dicke der zuvor eingebrachten Betonschicht entspricht dann in etwa dem Abstand der zwei textilen Strukturen. Diese zuvor durchgeführten beschriebenen Vorgänge werden so oft wiederholt, bis die gewünschte Lagenanzahl erreicht ist. Den Anschluss bildet immer jeweils eine Schicht aus Beton. Das Einbringen bzw. das Auftragen des Betons kann beispielsweise per Hand oder mit Maschinen erfolgen, so dass diese Verfahren meist als Laminier- oder Sprühverfahren bezeichnet werden.
Ein Nachteil der genannten Verfahren ist u. a. der hohe Aufwand durch den schichtenweisen Aufbau und die hohen Anforderungen an das sehr exakte Einbringen des Betons. Nachteilig ist es auch, dass die Verfahren meist nur eine liegende Herstellung des Bauteils zulässt. Es muss dabei meist eine große Fläche abgezogen werden. Durch das Abziehen werden meist nicht so hohe Genauigkeiten erreichen wie mit einer glatten Schalung. Da die textilen Strukturen nur durch das umschließende Basismaterial gehalten werden, besteht bis zur entsprechenden Aushärtung bzw. Festigkeitsentwicklung des umschließenden Basismaterials weiterhin die Gefahr des Aufschwimmens der textilen Strukturen.
Das erläuterte Verfahren beschreibt beispielhaft die Herstellung mit Beton als Basismaterial. Anstelle des Betons können auch andere Materialen, wie beispielsweise Kunststoffe oder mineralische Stoffe wie Gips oder Mörtel als Basismaterial genutzt werden.
Bei eine anderen herkömmlichen Verfahren wird die textile Struktur bzw. werden die textilen Strukturen in einer Schalung angeordnet und anschließend die Schalung mit dem Basismaterial gefüllt. Die Schalung kann eine Schalung im klassischen Sinne sein, sie kann aber auch ein angrenzendes Bauteil oder auch eine Bodenschicht sein.
Um das genannte Verfahren anwenden zu können, müssen die textilen Strukturen in der Schalung gehalten werden. Sie müssen ihre endgültige Lage im Bauteil bereits vor dem Einfüllen des umschließenden Basismaterials erhalten. Es ist zweckmäßig, den Abstand zwischen textilen Strukturen und den Bauteilaußenkanten sowie zwischen den textilen Strukturen untereinander einzustellen und den Abstand vor sowie beim Einfüllen des umschließenden Basismaterials bis zur entsprechenden Festigkeitsentwicklung des umschließenden Basismaterials sicherzustellen.
Um die Abstände sicherzustellen, sind Abstandhalter zwischen den textilen Strukturen und den Bauteilaußenkanten sowie den textilen Strukturen untereinander notwendig.
Es wird eingeschätzt, dass derartige Abstandhalter derzeit noch nicht verfügbar sind. Um das Verfahren mit einer Abstandsausbildung dennoch anwenden zu können, werden Stücke aus verschiedenen Materialien, wie beispielsweise Beton oder Kunststoff zwischen die textilen Strukturen sowie die textilen Strukturen und die Schalung gelegt oder an diese angeklebt. Die Realisierung der erforderlichen durch frei gewählte Abstandshalter ist prinzipiell jederzeit möglich. Die bisher verwendeten Stücke sind jedoch nicht definiert, ihre Anwendung ist nicht besonders handlich und ihre vorgegebene Position kann nicht ohne Weiteres gewährleistet werden.
Um u. a. die Probleme bei der Sicherstellung der Abstände zu minimieren, werden textile Strukturen auch als sogenannte 3D-Textilien hergestellt. Hier werden die Abstände zwischen den einzelnen Lagen der textilen Strukturen durch zahlreiche angeordnete Fäden sichergestellt. Bei den 3D-Textilien besteht das Problem in der unzureichenden Penetration der 3D-Struktur durch das umschließende Basismaterial (z. B. des Betons) und damit dem schlechten Verbundverhalten mit dem umschließenden Basismaterial. Problematisch ist auch die fehlende Lagesicherheit der textilen Struktur gegenüber der Schalung. Außerdem sind die Dicke der 3D-Stuktur und damit z. B. der Abstand zwischen den textilen Bewehrungen bereits vor der Herstellung der 3D-Stuktur festzulegen und der Abstand kann nachträglich nur sehr eingeschränkt verändert werden. Des Weiteren ist die Herstellung sehr kostenintensiv und wichtige konstruktive Details wie beispielsweise Überlappungen der textilen Strukturen sind nur schwer möglich.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Abstandeinlage zum Einsetzen in mit einem Basismaterial herzustellende Bauteile mit integrierten textilen Strukturen anzugeben, die derart geeignet ausgebildet ist, dass sie

• die definierten Abstände und somit die Lage der textilen Strukturen sicherstellt,
• sehr filigran ist, um keine Fehlstelle im Bauteil darzustellen,
• an den textilen Strukturen einfach und sicher fixiert werden kann,
• für die unterschiedlichen Abstände zwischen den textilen Strukturen und den Bauteilaußenkanten und den textilen Strukturen untereinander kombiniert werden kann,
• sich auf den Bauteilaußenseiten meist nicht abzeichnet,
• preiswert ist,
• leicht und sicher handhabbar ist und
• großen Stückzahlen vorproduziert werden kann,

Die Aufgabe wird zumindest mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
In der Abstandeinlage zum Einsetzen in mit einem Basismaterial herzustellende Bauteile mit integrierten textilen Strukturen,
sind gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1
zur Anordnung mehrerer Abstandshalter oder zur Sicherstellung eines gleichmäßigen Abstandes der Abstandshalter untereinander oder zur frühzeitiger Anpassung einer Bewehrung Distanzstücke der Abstandhalter in eine Verbindungsstruktur eingebracht, wobei die Distanzstücke über Öffnungen zur Einführung von Arretierhaltern der Abstandshalter verfügen und die zumindest mit stabförmigen Elementen verbunden sind, wobei die Verbindungsstruktur eine ebene, gekrümmte oder unebene Struktur aufweist.
In der Verbindungsstruktur können gleiche oder unterschiedliche Distanzstücke untergebracht sein.
Die Verbindungsstruktur kann über mehrere Öffnungen, die mit den stabförmigen Elementen verbunden sind, verfügen.
Die Verbindungsstruktur kann als stabförmige Elemente Längsstreben und Querstreben aufweisen und in ihrer Zusammenfügung ein Gitter oder ein Netz ausbilden.
Ein Abstandhalter zu beiden Seiten des Gitters kann zumindest umfassen

– beidseitig über die Öffnungsstruktur miteinander verbundene Distanzstücke mit sich zugewandten inneren Stirnflächen und sich gegenüberliegenden äußeren Stirnflächen,
– mindestens jeweils eine innere Verbindung beider Distanzstücke im Bereich der Öffnungsstruktur des Gitters,
– einen ersten Arretierzapfen und
– einen zweiten Arretierzapfen,

Die in die Durchgangsöffnungen der Distanzstücke eingefügten Arretierzapfen können aus einem Kopf, aus einem am Kopf befestigten, längs der Kopf-/Schaftachse ausgebildeten Schaft und aus am Schaft ausgebildeten Überständen bestehen,
wobei der zur Kopf-/Schaftachse senkrecht ausgebildete, radial gerichtete Durchmesser der Überstände größer als der Durchmesser der Öffnungsausbildungen der Distanzstücke ist, so dass nach Einschub der Arretierzapfen in die Öffnungsausbildungen die Arretierzapfen fixiert sind, und
wobei auf jeder Seite der äußeren Stirnflächen der beiden Distanzstücke jeweils die Unterfläche des Kopfes des Arretierzapfens und die dem Arretierzapfen zugewandte Stirnfläche des Distanzstücks zur Arretierung zumindest von zwei am Distanzstück anliegenden textilen Lagen der textilen Bewehrung dienen.
Die Distanzstücke können eine aufgelöste/gitterartige Struktur, die aus einzelnen stabähnlichen Elementen besteht, aufweisen, wobei die Elemente so angeordnet sind, dass das Distanzstücke mindestens ein Arretierhalter aufnehmen und den Abstand zwischen zwei textilen Bewehrungslagen sicherstellen.
Die Stäbe, die die zwei ringförmigen Öffnungen verbinden, können gerade, abgewinkelt oder gebogen sein.
Die Oberfläche der kompakten aber auch aufgelöste/gitterartige Distanzstücke können glatt oder für den besseren Verbund mit den einzubringenden Basismaterial rau oder verzahnt ausgebildet sein.
Die kraftschlüssige Verbindung zwischen Verbindungsstruktur und Distanzstück kann über Klemmung, Reibung oder Vertiefungen innerhalb des Distanzsstückes oder auch mittels Klebeverbindungen sichergestellt sein.
Die Verbindungsstrukturen und die Distanzstücke können auch in einem Stück gefertigt sein, so dass sie in eine gitterartige Struktur bilden.
In den Distanzstücken können auch weitere Löcher, deren Achse parallel zu den textilen Strukturen verlaufen kann, angeordnet sein, wobei die Löcher es ermöglichen, die Distanzstücke mit stabförmigen Elementen zu verbinden, um die Lager der Distanzstücke zu fixieren.
Die Distanzstücke können auch direkt bei Ihrer Herstellung mit stabförmigen Elementen oder Schüren versehen sein, um die Anordnung der Distanzstücke im späteren Bauteil zu erleichtern und bereits frühzeitig die Abstände der Distanzstücke untereinander vorzugeben.
Mehrere Distanzstücke können untereinander durch Stabverbindungen, Schnüre oder Gitterstrukturen verbunden sein.
Die Abstandhalter können aus Kunststoff oder Gummi in verschiedenen Großen, Farben und Formen vorgefertigt sein, so dass jederzeit jeder vordefinierte Abstand zwischen den textilen Bewehrungslagen und zur Außenfläche des Bauteils einstellbar ist.
Eine textile Lage kann aus zwei sich kreuzenden Garnen bestehen, so dass sich jeweils weitgehend übereinander liegende Freiflächen in der Lage ausbilden, deren jeweiliger Abstand zwischen zwei benachbarten Garnen zumindest gleich klein ist wie die jeweilige Unterfläche des hutartigen Kopfes ist.
Ein Arretierhalter/-zapfen mit Fischgrätenausbildung kann sowohl ein einziges fischgrätenartiges Paar als auch zwei fischgrätenartige Paare aufweisen, wobei bei zwei vorhandenen fischgrätenartigen Paaren die beiden Paare um einen Winkel von 90° um die Kopf-/Schaftachse gedreht am Schaft angeordnet sind.
Die Distanzstücke können als feste Körper mit zwei ebenen, sich gegenüberliegenden Stirnflächen ausgebildet sein, die etwa mittig/zentral ein Loch mit einer Tiefe aufweisen, die zumindest die Länge des Schaftes eines darin einsteckbaren Arretierzapfens aufweist, wobei im Fall, dass die beiden sich gegenüberliegenden Stirnflächen eines Distanzstückes parallel zueinander liegen, die beiden Löcher zu einem Durchgangsloch verbunden und ausgebildet sind.
Die Formen der Distanzstücke können quaderförmig, zylinderförmig, hyperbelförmig sowie Kombinationen davon sind.
Die Distanzstücke können über die gesamte Höhe/Länge L1, L2 einen einheitlichen oder veränderlichen Querschnitt haben, wobei im zentralen Bereich des Distanzstücks ein Loch für die Halterung der Arretierzapfen und der Verbindungsstopfen vorgesehen ist, wobei die Höhe/Länge L1, L2 der Distanzstücke den späteren Abstand zwischen den textilen Strukturen definiert.
Die Distanzstücke der Abstandhalter können sich sowohl in Form der Umrandung im Querschnitt als auch in Form des zentralen Loches unterschiedlich ausgebildet und kombiniert sein.
Ein Arretierzapfen besteht zumindest aus Kopf und Schaft, wobei der Kopf in seiner Höhe die Basismaterialdeckung definiert und divergierend oder verjüngend geformt sein kann, und wobei der Schaft eine Querschnittsform in Abstimmung mit dem dazugehörigen Distanzstück hat.
Der Schaft des Arretierzapfens kann einen Vollquerschnitt für die Anordnung zwischen Textilgarnen aufweisen oder einen Einschnitt/Spalt besitzen, welcher mindestens der Textilgarndicke entspricht, um eine Anordnung über ein Textilgarn zu ermöglichen, oder eine Verbindungseigenschaft besitzt, die auf das zugehörige Distanzstück mit Unebenheiten, Überstände oder Vorsprüngen wie Lamellen, Zähne oder Kleber abgestimmt ist.
Die Distanzstücke können weiterhin eine aufgelöste/gitterartige Struktur, die aus einzelnen stabähnlichen Elementen besteht, aufweisen, wobei die Elemente so angeordnet sind, dass das Distanzstücke mindestens ein Arretierstopfen aufnehmen und den Abstand zwischen zwei textilen Bewehrungen sicherstellen.
Für den gewünschten Abstand zwischen den Lagen der textilen Bewehrung sowie der textilen Bewehrung und den Fertigteilaußenflächen/Schalungsgrenzen, den sogenannten Betondeckungen, werden die erfindungsgemäßen Arretierzapfen mit entsprechender Größe und Distanzstücke mit entsprechender Größe für den Abstand zwischen den textilen Bewehrungen gewählt. Die Distanzstücke können in regelmäßigen, aber auch in unregelmäßigen Abständen voneinander mit den textilen Bewehrungen verbunden werden. Die variierende Fertigteildicke stellt kein Problem dar, da die Distanzstücke mit der vorgegebenen Größe gewählt werden können.
Somit können die gewünschten Lagenabstände eingestellt und die finale textile Bewehrung in der gewünschten Position gehalten werden.
Die z. B. mit Betongießen hergestellten Bauteile weisen somit mindestens eine Abstandeinlage auf,

– die einfach zu handhaben ist,
– bei denen alle Abstände zwischen den Bewehrungslagen frei gewählt werden kann,
– die für jede beliebige textile Bewehrung genutzt werden kann, die sowohl bei der Herstellung der textilen Bewehrungen, aber vor allem nachträglich jederzeit, in beliebiger Anzahl angeordnet werden können,
– die für eine beliebige Lagenanzahl einbringbar ausgebildet ist und
– die ohne zusätzliche Mittel lagesicher an der textilen Bewehrung befestigt werden kann.

Wesentliche Vorteile sind somit unter anderem eine einfache und kostengünstige Herstellung von Textilbetonfertigteilen.
Die Komponenten der Abstandeinlage können aus verschiedenen Materialien, wie z. B. Kunststoffen, mineralischen Materialien wie Beton und auch aus Metallen bestehen.
Sie können sogar in faserverstärkten Kunststoffen eingesetzt werden.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird mittels Ausführungsbeispielen und anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Abstandeinlage mit einer Verbindungsstruktur aus sich kreuzenden Längsstreben und Querstreben in Form von stabförmigen Elementen sowie sich im Bereich der Kreuzungspunkte befindlichen Distanzstücke mit Arretierungshaltern, wobei 1b die Abstandeinlage innerhalb von zwei textilen Lagen in Explosionsdarstellung mit Abstandhalter zeigt,
2 eine perspektivische Darstellung eines Distanzstückes für die Verbindungsstruktur mit Durchgangsöffnung,
3 eine perspektivische Darstellung gemäß 1 mit Distanzstücken, die seitliche Öffnungen zur Aufnahme von Längsstreben und Querstreben der Verbindungsstruktur aufweisen,
4 eine perspektivische Darstellung eines Distanzstückes mit seitlichen Öffnungen zur Kreuzungsausbildung der Längsstreben und Querstreben,
5 eine perspektivische Darstellung des Distanzstückes nach 4 mit Ausbildung der Richtung der Einführung der Längsstreben und der Querstreben,
6 eine perspektivische Darstellung einer Verbindungsstruktur mit Öffnungen im Bereich der Kreuzungspunkte von Längsstreben und Querstreben in Verbindung mit Distanzstücken von Abstandshaltern (Arretierhalter nicht eingezeichnet),
7 eine Darstellung eines Distanzstückes mit vertikaler Durchgangsöffnung und radialer Ausnehmung,
8 eine Darstellung eines stabstrukturierten Distanzstückes mit stirnseitig an den Distanzstücken angebrachten Doppelringstücken mit einem inneren Ring und einem äußeren Ring, wobei der innere Ring die Halterungsöffnung für den jeweiligen Arretierhalter darstellt,
9 eine Darstellung eines Distanzstückes nach 8 ohne äußeren Ring,
10 eine Darstellung einer gitterartigen eine mit Öffnungen versehenen Verbindungsstruktur für Abstandhalter gemäß 11,
11 eine schnittartige Darstellung eines Abstandhalters für zwei textile Lagen mit einem Distanzstück und zwei in den Öffnungen des Distanzstückes befindlichen Arretierhaltern,
12 eine Darstellung einer Verbindungsstruktur mit herstellungsgemäß befestigten Distanzstücken, deren Stirnseiten mit Doppelringstücken ausgebildet ist und wobei die Tragelemente der Doppelringstücke am Öffnungsring der Verbindungsstruktur befestig ist,
13 eine Draufsicht auf die Verbindungsstruktur nach 12,
14 eine Darstellung eines kompletten Abstandhalters auf einem Distanzstück der Verbindungsstruktur nach 12 und 13 und
15 eine Darstellung einer Verbindungsstruktur mit gefalteten stabförmigen Elementen zur Unterstützung der Arretierung der Arretierhalter, wobei die Faltungen abwechselnd in zwei verschiedene Richtungen erfolgt,
16 eine Darstellung des Querschnitts gemäß 15,
17 eine Explosions-Darstellung von Arretierhaltern mit zweiteiligem Schaft zur Aufnahme eines Garnes von zwei sich gegenüberliegenden textilen Lagen mit einer dazwischen angeordneten Verbindungsstruktur gemäß der 15 und 16, wobei die Faltungen den Arretierhaltern gegenüberliegen,
18 eine Darstellung der arretierten textilen Lagen mittels der Verbindungsstruktur und den Arretierhaltern,
19 eine Darstellung eines mit einer stirnseitigen ersten Garnklemmeinrichtung versehenen Distanzstücks mit zwei Federelementen, wobei die 19a, 19b und 19c die Schritte der Arretierung um ein Garn zur Abstandsausbildung zu einer Bauteilaußenfläche,
20 eine Darstellung eines mit einer stirnseitigen zweiten Garnklemmeinrichtung versehenen Distanzstücks mit zwei Gegen-Federelementen, wobei die 20a, 20b und 20c die Schritte der Arretierung um ein Garn zur Abstandsausbildung zu einer Bauteilaußenfläche zeigt, und
21 eine Darstellung eines Halterungselementes z. B. für an das Bauteil an dessen Außenfläche anbringbare Schaltungsteile, wobei das Halterungselement aus eine Scheibe mit Stab und einer Gegenscheibe zu Einfügung in die Öffnungen der Verbindungsstrukturen anstelle von Distanzstücke,
22 eine Darstellung des an dem Öffnungsring befestigten Halterungselementes 85 und
23 eine Darstellung des Halterungselementes innerhalb eines gefertigten Bauteils mit den gegenüberliegenden Außenflächen.
Im Folgenden werden die 1, 1b und 2 gemeinsam betrachtet.
In 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Abstandeinlage 1 mit einer Verbindungsstruktur 10 aus sich kreuzenden Längsstreben und Querstreben in Form von stabförmigen Elementen 15 sowie sich im Bereich der Kreuzungspunkte befindlichen Distanzstücken 6, 7, 8, 9 von Abstandhaltern 2, 3, 4, 5 mit Arretierungshaltern (nicht gezeichnet) gezeigt, wobei 1b die Abstandeinlage 1 innerhalb von zwei textilen Lagen 21, 22 in Explosionsdarstellung mit kompletten Abstandhaltern 2, 4, 24 zeigt.
In der Abstandeinlage 1 zum Einsetzen in mit einem Basismaterial herzustellende Bauteile mit integrierten textilen Strukturen 21, 22 sind erfindungsgemäß zur Anordnung mehrerer Abstandshalter 2, 3, 4, 5, 24 oder zur Sicherstellung eines gleichmäßigen Abstandes der Abstandshalter 2, 3, 4, 5, 24 untereinander oder zur frühzeitigen Anpassung einer Bewehrung Distanzstücke 6, 7, 8, 9 der Abstandhalter 2, 3, 4, 5, 24 in eine Verbindungsstruktur 10 eingebracht sind, wobei die Distanzstücke 6, 7, 8, 9 über Öffnungen 11, 12, 13, 14 zur Einführung von Arretierhaltern 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 der Abstandshalter 2, 3, 4, 5, 24 verfügen und die zumindest mit stabförmigen Elementen 15 verbunden sind, wobei die Verbindungsstruktur 10 eine ebene, gekrümmte oder unebene Struktur aufweist.
In 2 ist eine perspektivische Darstellung eines Distanzstückes 6 für die Verbindungsstruktur 10 mit einer Durchgangsöffnung 11 gezeigt. Die die Verbindungsstruktur 10 aufbauenden stabförmigen Elemente 15 gehen mittig durch das Distanzstück 6 hindurch und kreuzen sich im Kreuzungspunkt 39 etwa in der Längsachse des Distanzstückes 6.
In 3 ist eine perspektivische Darstellung einer zweiten Abstandeinlage 40 gemäß 1 mit Distanzstücken 6, 8, 37 gezeigt, die seitliche, sich kreuzende Öffnungen 41, 42 zur Aufnahme von stabförmigen Elementen 15 in Form von Längsstreben und Querstreben der Verbindungsstruktur 10 aufweisen.
In 4 ist eine perspektivische Darstellung des Distanzstückes 8 mit seitlichen, das Distanzstück 8 kreuzend durchquerende Öffnungen 41, 42 zur Kreuzungsausbildung der Längsstreben 15 und Querstreben 15 gezeigt.
In 5 ist eine perspektivische Darstellung des Distanzstückes 8 nach 4 mit Ausbildung der Richtungen 43, 44 der Einführung der Längsstreben 15 und der Querstreben 15 gezeigt.
In 6 ist eine perspektivische Darstellung einer Verbindungsstruktur 20 mit Öffnungen 16, 17, 18, 19 im Bereich der Kreuzungspunkte von Längsstreben und Querstreben in Verbindung mit tonnenförmigen Distanzstücken 45, 46 von Abstandshaltern (Arretierhalter nicht eingezeichnet) gezeigt.
In 7 ist eine Darstellung eines Distanzstückes 45 mit vertikaler Durchgangsöffnung 47 und radialer Ausnehmung 48 im mittleren Tonnenbereich gezeigt.
In 8 ist eine Darstellung eines stabstrukturierten Distanzstückes 46 mit stirnseitig an dem Distanzstück 6 angebrachten Doppelringstücken 49, 50 mit einem inneren Ring 51 und einem äußeren Ring 52 gezeigt, wobei der innere Ring 51 die Halterungsöffnung für den jeweiligen Arretierhalter darstellt. Die Stäbe, die die Doppelringstücke 49, 50 haltern, weisen mittig Einbuchtungen 53, 54 für die Einrasterung des Distanzstückes 46 in die ringartige Öffnung 17 der Verbindungsstruktur 20 auf.
In 9 ist eine Darstellung eines auf den inneren Ring 51 abgerüstete Variante 55 des Distanzstückes 46 nach 8 ohne äußeren Ring gezeigt.
In 10 ist eine Darstellung der gitterartigen, eine mit Öffnungen 17, 18 versehenen Verbindungsstruktur 20 gemäß 6 für Abstandhalter 56 in 11 gezeigt.
In 11 eine schnittartige Darstellung des Abstandhalters 56 für zwei textile Lagen 21, 22 mit einem Distanzstück 46 und zwei in den Öffnungen 51 des Distanzstückes 46 befindlichen Arretierhaltern 57, 23 gezeigt, wobei die Arretierhalter 57 und 23 an ihrem Schaft mit Lamellen versehen sind, die beim Einstecken in den jeweils inneren Ring 51 eine Arretierung zwischen den textilen Lagen 21, 22 und der Verbindungsstruktur 20 herbeiführen.
In 12 ist eine Darstellung einer Verbindungsstruktur 60 mit herstellungsgemäß befestigten Distanzstücken 61, 62, 63 gezeigt, deren Stirnseiten mit Doppelringstücken 49, 50 ausgebildet ist und wobei die Tragelemente der Doppe/-ringstücke 61, 62, 63 an den Öffnungsringen 64, 65, 66 der Verbindungsstruktur 60 befestig ist.
In 13 ist eine Draufsicht auf die Verbindungsstruktur 60 mit Sicht auf die Doppelringstücke 49 nach 12 gezeigt.
In 14 ist eine Darstellung eines kompletten Abstandhalters 67 auf einem Distanzstück der Verbindungsstruktur nach 12, und 13 gezeigt.
In 15 ist eine Darstellung einer Verbindungsstruktur 70 mit gefalteten stabförmigen Elementen zur Unterstützung der Arretierung der Arretierhalter, wobei die Faltungen 71, 72 abwechselnd in zwei verschiedene Richtungen erfolgt, gezeigt.
Die 16 zeigt eine Darstellung des Querschnitts gemäß 15.
In 17 ist eine Explosions-Darstellung von Arretierhaltern 73, 74 mit zweiteiligem Schaft zur Aufnahme eines Garnes 75, 76 von zwei sich gegenüberliegenden textilen Lagen 21, 22 mit einer dazwischen angeordneten Verbindungsstruktur 70 gemäß der 15 und 16, wobei die Faltungen 71, 72 den Arretierhaltern 73 bzw. 74 gegenüberliegen, gezeigt.
Die 18 zeigt eine Darstellung der arretierten textilen Lagen 21 und 22 mittels der Verbindungsstruktur 70 und den Arretierhaltern 73 und 74.
In 19 ist eine Darstellung eines mit einer stirnseitigen ersten Garnklemmeinrichtung 81 versehenen Distanzstücks 79 mit zwei Federelementen 77 und 78 gezeigt, wobei die 19a, 19b und 19c die Schritte der Arretierung um ein Garn 75 zur Abstandsausbildung zu einer Bauteilaußenfläche 80 aufzeigen.
In 20 ist eine Darstellung eines mit einer stirnseitigen zweiten Garnklemmeinrichtung 82 versehenen Distanzstücks 79 mit zwei Gegen-Federelementen 83 und 84 gezeigt, wobei die 20a, 20b und 20c die Schritte der Arretierung um ein Garn 75 zur Abstandsausbildung zu einer Bauteilaußenfläche 80 angegeben sind.
In 21 ist eine Darstellung eines Halterungselementes 85 z. B. für an das Bauteil an dessen Außenfläche anbringbare Schaltungsteile gezeigt, wobei das Halterungselement 85 aus eine Scheibe 87 mit Stab 86 und einer Gegenscheibe 88 zu Einfügung in die Öffnungen der Verbindungsstrukturen 10, 20 anstelle von Distanzstücke besteht.
Die 22 zeigt eine Darstellung des an dem Öffnungsring 17 befestigten Halterungselement 85 und die 23 zeigt eine Darstellung des Halterungselementes 85 innerhalb eines gefertigten Bauteils 89 mit den gegenüberliegenden Außenflächen 80.
Bezugszeichenliste

1: Abstandeinlage
2: erster Abstandhalter
3: zweiter Abstandhalter
4: dritter Abstandhalter
5: vierter Abstandhalter
6: erstes Distanzstück
7: zweites Distanzstück
8: drittes Distanzstück
9: viertes Distanzstück
10: Verbindungsstruktur
11: erste Durchgangsöffnung
12: zweite Durchgangsöffnung
13: dritte Durchgangsöffnung
14: vierte Durchgangsöffnung
15: stabförmige Elemente
16: erste Öffnung
17: zweite Öffnung
18: dritte Öffnung
19: vierte Öffnung
20: zweite Verbindungsstruktur
21: erste textile Lage
22: zweite textile Lage
23: Abstandhalter
24: Abstandhalter
31: Arretierhalter
32: Arretierhalter
33: Arretierhalter
34: Arretierhalter
35: Arretierhalter
36: Arretierhalter
37: Distanzstück
38: Längsachse
39: Kreuzungspunkt
40: zweite Abstandeinlage
41: seitliche Öffnung
42: seitliche Öffnung
43: Richtung
44: Richtung
45: tonnenförmiges Distanzstück
46: stabstrukturiertes Distanzstück
47: Durchgangsöffnung
48: mittlere radiale Ausnehmung
49: erstes Doppelringstück
50: zweites Doppelringstück
51: innerer Ring
52: äußerer Ring
53: Einbuchtung
54: Einbuchtung
55: abgerüstetes Distanzstück
56: Abstanshalter
57: Arretierhalter
60: Verbindungsstruktur
61: Distanzstück
62: Distanzstück
63: Distanzstück
64: Öffnungsring
65: Öffnungsring
66: Öffnungsring
67: Abstandhalter
70: Verbindungsstruktur
71: erste Faltung
72: zweite Faltung
73: Arretierhalter
74: Arretierhalter
75: Garn der Lage 21
76: Garn der Lage 22
77: Federelement
78: Federelement
80: Bauteilaußenfläche
81: erste Garnklemmeinrichtung
82: zweite Garnklemmeinrichtung
83: Gegenfederelement
84: Gegenfederelement
85: Halterungselement
86: Stab
87: Scheibe
88: Gegenscheibe
89: Bauteil

Claims

Abstandeinlage (1) zum Einsetzen in mit einem Basismaterial herzustellende Bauteile (89) mit integrierten textilen Strukturen (21, 22), dadurch gekennzeichnet, dass zur Anordnung mehrerer Abstandshalter (2, 3, 4, 5, 24) oder zur Sicherstellung eines gleichmäßigen Abstandes der Abstandshalter (2, 3, 4, 5, 24) untereinander oder zur frühzeitigen Anpassung einer Bewehrung Distanzstücke (6, 7, 8, 9, 37) der Abstandhalter (2, 3, 4, 5, 24) in eine Verbindungsstruktur (10, 20, 60, 70) eingebracht sind, wobei die Distanzstücke (6, 7, 8, 9, 37) über Öffnungen (11, 12, 13, 14) zur Einführung von Arretierhaltern (31, 32, 33, 34, 35, 36) der Abstandshalter (2, 3, 4, 5, 24) verfügen und die zumindest mit stabförmigen Elementen (15) verbunden sind, wobei die Verbindungsstruktur (10, 20, 60, 70) eine ebene, gekrümmte, gefaltete oder unebene Struktur aufweist.
Abstandeinlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindungsstruktur (10) gleiche oder unterschiedliche Distanzstücke (6, 7, 8, 9, 37) untergebracht sind.
Abstandeinlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstruktur (20) über mehrere Öffnungen (16, 17, 18, 19), die mit den stabförmigen Elementen (15) verbunden sind, verfügt.
Abstandeinlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstruktur (10, 20) als stabförmige Elemente (15) Längsstreben und Querstreben aufweisen und in ihrer Zusammenfügung ein Gitter oder ein Netz ausbilden.
Abstandeinlage nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstandhalter zu beiden Seiten des Gitters der Verbindungsstruktur (10) zumindest umfasst – beidseitig über die Öffnungsstruktur miteinander verbundene Distanzstücke mit sich zugewandten inneren Stirnflächen und sich gegenüberliegenden äußeren Stirnflächen, – mindestens jeweils eine innere Verbindung beider Distanzstücke im Bereich der Öffnungsstruktur des Gitters, – einen ersten Arretierzapfen und – einen zweiten Arretierzapfen, wobei das durch die innere Verbindung kombinierte Distanzstück einen Körper mit den zwei äußeren Stirnflächen darstellt, wobei das Distanzstück an jeweils an den Stirnflächen jeweils mit einer zur Körperachse ausgebildeten Öffnungsausbildung versehen ist.
Abstandeinlage nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Durchgangsöffnungen (11, 12, 13, 14) der Distanzstücke eingefügten Arretierzapfen aus einem Kopf, aus einem am Kopf befestigten, längs der Kopf-/Schaftachse ausgebildeten Schaft und aus am Schaft ausgebildeten Überständen, vorzugsweise Lamellen besteht, wobei der zur Kopf-/Schaftachse senkrecht ausgebildete, radial gerichtete Durchmesser der Überstände größer als der Durchmesser der Öffnungsausbildungen (6) der Distanzstücke ist, so dass nach Einschub der Arretierzapfen in die Öffnungsausbildungen die Arretierzapfen fixiert sind, und wobei auf jeder Seite der äußeren Stirnflächen der beiden Distanzstücke jeweils die Unterfläche des Kopfes des Arretierzapfens und die dem Arretierzapfen zugewandte Stirnfläche des Distanzstücks zur Arretierung zumindest von zwei am Distanzstück anliegenden textilen Lagen (21, 22) der textilen Bewehrung dienen.
Abstandeinlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzstücke (6, 7, 8, 9, 37) eine aufgelöste/gitterartige Struktur, die aus einzelnen stabähnlichen Elementen besteht, aufweisen, wobei die Elemente so angeordnet sind, dass die Distanzstücke (6, 7, 8, 9) mindestens einen Arretierhalter (31, 32, 33, 34, 35, 36) aufnehmen und den Abstand zwischen zwei textilen Bewehrungslagen (21, 22) sicherstellen.
Abstandeinlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe, die die zwei ringförmigen Öffnungen verbinden, gerade, abgewinkelt oder gebogen sind.
Abstandeinlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der kompakten aber auch aufgelöste/gitterartige Distanzstücke glatt oder für den besseren Verbund mit den einzubringenden Basismaterial rau oder verzahnt ausgebildet ist.
Abstandeinlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssige Verbindung zwischen Verbindungsstruktur (10, 20) und Distanzstück (6, 7, 8, 9, 37) über Klemmung, Reibung oder Vertiefungen in dem Distanzstück (6, 7, 8, 9, 37) oder auch mittels Klebeverbindungen sichergestellt ist.
Abstandeinlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in den Distanzstücken (6, 7, 8, 9, 37) weitere Löcher (41, 42), deren Achse parallel zu den textilen Strukturen (21, 22) verlaufen kann, angeordnet sind, wobei die Löcher (41, 42) es ermöglichen, die Distanzstücke (6, 7, 8, 9, 37) mit stabförmigen Elementen (15) zu verbinden, um die Positionen der Distanzstücke (6, 7, 8, 9, 37) zu fixieren.
Abstandeinlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzstücke auch direkt bei Ihrer Herstellung mit stabförmigen Elementen oder Schüren versehen sind, um die Anordnung der Distanzstücke im späteren Bauteil (89) zu erleichtern und bereits frühzeitig die Abstände der Distanzstücke untereinander vorzugeben.
Abstandeinlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Distanzstücke (6, 7, 8, 9, 37) untereinander durch Stabverbindungen, Schnüre oder Gitterstrukturen verbunden sind.
Abstandeinlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstrukturen (60) und die Distanzstücke (61, 62, 63) auch in einem Stück gefertigt sind, so dass sie eine gitterartige Struktur bilden.
Abstandeinlage nach einem vorhergehenden Anspruch,, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandhalter (2, 3, 4, 5) aus Kunststoff in verschiedenen Größen, Farben und Formen vorgefertigt sind, so dass jederzeit jeder vordefinierte Abstand zwischen den textilen Bewehrungslagen (21, 22) und zur Außenfläche des Bauteils (89) einstellbar ist.
Abstandeinlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lage (21; 22) aus zwei sich kreuzenden Garnen, so dass sich jeweils weitgehend übereinander liegende Freiflächen in der Lage (21; 22) ausbilden, deren jeweiliger Abstand zwischen zwei benachbarten Garnen zumindest gleich klein ist wie die jeweilige Unterfläche des hutartigen Kopfes (7) ist.
Abstandeinlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arretierzapfen mit Fischgrätenausbildung sowohl ein einziges fischgrätenartiges Paar als auch zwei fischgrätenartige Paare aufweist, wobei bei zwei vorhandenen fischgrätenartigen Paaren die beiden Paare um einen Winkel von 90° um die Kopf-/Schaftachse gedreht am Schaft angeordnet sind.
Abstandeinlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzstücke als feste Körper mit zwei ebenen, sich gegenüberliegenden Stirnflächen ausgebildet sind, die etwa mittig/zentral ein Loch mit einer Tiefe aufweisen, die zumindest die Länge des Schaftes eines darin einsteckbaren Arretierzapfens aufweist, wobei im Fall, dass die beiden sich gegenüberliegenden Stirnflächen eines Distanzstückes parallel zueinander liegen, die beiden Löcher zu einem Durchgangsloch verbunden und ausgebildet sind.
Abstandeinlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Formen der Distanzstücke quaderförmig, zylinderförmig, hyperbelförmig sowie Kombinationen davon sind.
Abstandeinlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzstücke über die gesamte Höhe/Länge L1, L2 einen einheitlichen oder veränderlichen Querschnitt haben, wobei im zentralen Bereich des Distanzstücks ein Loch für die Halterung der Arretierzapfen und der Verbindungsstopfen vorgesehen ist, wobei die Höhe/Länge L1, L2 der Distanzstücke den späteren Abstand zwischen den textilen Strukturen definiert.
Abstandeinlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzstücke der Abstandhalter sich sowohl die Form der Umrandung im Querschnitt als auch die Form des zentralen Loches unterschiedlich ausgebildet und kombiniert sind.
Abstandeinlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Arretierzapfen zumindest aus Kopf und Schaft besteht, wobei der Kopf in seiner Höhe die Basismaterialdeckung definiert und divergierend oder verjüngend geformt ist, und wobei der Schaft eine Quer schnittsform in Abstimmung mit dem dazugehörigen Distanzstück hat.
Abstandeinlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft des Arretierzapfens einen Vollquerschnitt für die Anordnung zwischen Textilgarnen aufweist oder einen Einschnitt/Spalt besitzt, welcher mind. der Textilgarndicke entspricht, um eine Anordnung über ein Textilgarn zu ermöglichen, oder eine Verbindungseigenschaft besitzt, die auf das zugehörige Distanzstück mit Unebenheiten, Überstände oder Vorsprüngen wie Lamellen, Zähne oder Kleber abgestimmt ist.
Abstandeinlage nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzstücke (61, 62, 63) weiterhin eine aufgelöste/gitterartige Struktur, die aus einzelnen stabähnlichen Elementen besteht, aufweisen, wobei die Elemente so angeordnet sind, dass die Distanzstücke mindestens einen Arretierhalter aufnehmen und den Abstand zwischen zwei textilen Bewehrungen (21, 22) innerhalb eines Bauteils (89) sicherstellen.