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Technisches Bereich
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein neues Konzept und auf eine neues Verfahren des Gebäudebaus, insbesondere des Wohnungsbaus.
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Die Erfindung ermöglicht eine innovative Interaktion zwischen Benutzer und Bausystem, insbesondere hat dieser die Möglichkeit die Volumetrie seiner Wohnung schnell und kostengünstig zu vergrößern oder zu verkleinern und sie somit seinen Erfordernissen anzupassen.
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Es handelt sich um eine Alternative zu der herkömmlichen Bauweise aus Mauerwerk und Beton ohne dessen Nachteile im Hinblick auf Bauzeit, Herstellung und Materialtransport. Andererseits wird die eindeutige Einschränkung der herkömmlichen Bauten vermieden: solche haben eine selbstverständlich lange Lebenszeit, lassen jedoch keine wichtigen nachträglichen Änderungen, weder der Volumetrie noch der Anpassung an neue Erfordernisse zu. So werden oft Gebäude höheren oder niedrigeren Alters abgerissen. Und eines der Hauptanlässe dafür ist die gesellschaftliche Wandlung, die zur Änderung der Ästhetik, der Erfordernisse, der Konzepte und der Lebensweise führt.
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Den Erfordernissen der aktuellen Gesellschaft im Hinblick auf Mobilität und familiäre und gesellschaftliche Änderungen entgegenkommend, stellt die vorgeschlagene Erfindung ein hochflexibles Bausystem dar, das sich leicht montieren und abmontieren lässt. So kann die Wohnung jederzeit den Familienänderungen oder einfach dem Geschmack des Benutzers angepasst werden.
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Die Erfindung ermöglicht den Bau von Gebäuden, insbesondere von Wohnungen anhand modularer Lösungen, deren Entwurf und Konzeption eine hohe Flexibilität im Hinblick auf die Anpassung der Innenräume anbieten.
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Jedes Modul besteht aus verschiedenen Komponenten: Wände, Kanten, Pfeiler und Platten.
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Ziel des Bauverfahrens ist die Flexibilisierung und die Verminderung der Bauzeiten durch die Anwendung von standardisierten Industrie-Erzeugnissen – die Komponenten. Das Konzept, das der Erfindung zugrunde liegt, ist die beliebig häufige Wiederholung der Module.
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Die Zusammenwirkung der Module ermöglicht die Errichtung sämtlicher Bautypologien. Die besagten Module werden in einer Palette optimierter Größen angeboten, die dessen Montage erleichtern. Die entsprechende Zusammenwirkung ermöglicht die Vergrößerung bzw. die Verkleinerung des gebauten Raums; die Wände sind verstellbar und lassen die Vergrößerung bzw. Verkleinerung des Raums durch Hinzufügung oder Entfernen zu.
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Die industrielle Herstellung sämtlicher Komponenten eines jeden Moduls ermöglicht die Standardisierung und die sich daraus ergebende Effizienz des Bauverfahrens.
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Das Bausystem der genannten Module besteht aus drei Komponenten: Grundkomponente (zum Tragen und Artikulieren), Zwischenkomponente (Elemente der Außenwände) und Teilkomponente (Innenwände zur Raumeinteilung), wobei Letztere keine strukturelle Funktion haben.
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Der Bau in Modulen ergibt sich aus der Montage der drei Arten von Komponenten. Deren Konzeption ermöglicht alle Arten baulicher Lösungen, indem der Raum erweitert (durch die Einfuhr neuer Module), verringert (durch das Entfernen eines oder mehrerer Module) oder geändert (durch den Tausch gegen Module anderer Größe) werden kann.
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Die Baumöglichkeiten sind somit praktisch unbegrenzt; der Wohnraum kann jeder neuen Begebenheit angepasst werden.
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Stand der Technik.
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Die modularen Bauarten haben in den letzten Jahrzehnten stark zugenommen. Es liegen verschiedene bekannte Bauverfahren vor.
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Bei der Ermittlung des Standes der Technik hat der Erfinder einige Unterlagen gefunden, die als relevant für die Feststellung der Neuartigkeit der Erfindung betrachtet werden können: das Dokument
GB 2014686 A (D1); das Dokument
BR 8106537 (D2); das Dokument
JP 2272143 A (D3); das Dokument
JP 11315609 A (D4) und das Dokument
FR 2247597 A1 (D5)
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Als näher am Stand der Technik sind die Dokumente D1 und D2 hervorzuheben.
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Das erste der o. g. Dokumente beschreibt eine metallische Konstruktion, bestehend aus strukturellen Elementen und Verbindungselementen mit Eigenschaften, die die Verbindung der strukturellen Elemente an den Verbindungsstellen ermöglicht. Es handelt sich um metallische Teile mit einer gewissen Konfigurierung (wegen der Stellung der Perforationen und der Form der Rippen), die untereinander verschiedenen Baupositionen ermöglichen.
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Es handelt sich jedoch nicht um ein modulares Bauverfahren bei dem anhand einer vorgegebenen Anzahl an Komponenten mit einer bestimmten Standardgröße, modulare Gebäude gebaut werden. Andererseits sind weder Baukomponenten noch deren Fixierungstechnik mit der jetzt vorgeschlagenen Erfindung vergleichbar. Außerdem handelt es sich bei dem in D1 Beschriebenen lediglich um metallische Elemente, die im Bauverfahren an Verbindungsteilen angebracht werden.
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Bei D2 handelt es sich ebenfalls um eine metallische Modulstrukur. Sie besteht aus einem Strukturmodul, des sich beim Aufbau einer Struktur wiederholt durch das Verknüpfen von Säulen mit Verbindungsteilen, Pfeilern, Gewölbsteinen, Sprieß, Zuganker und Tragestrukturen. Die Säulen bestehen aus zwei u-förmigen, aneinander gelöteten metallischen Profilen mit vier Außenseiten gleicher Größe, in Form einer Klappe zur Außenseite.
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Es handelt sich hier auch nicht um eine modulare Bauform wie hier unterbreitet. Es werden weder die Prozeduren noch die Bauelemente angewendet, die in dieser Erfindung vorgesehen sind.
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Die restlichen Dokumente beschreiben Bauverfahren, die dem Inhalt der vorliegenden Erfindung nicht ähnlich sind.
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Beschreibung der Skizzen
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Skizze 1 ist eine Abbildung der senkrechten Grundkomponenten, mit unterschiedlicher Konfiguration gemäß deren Einsatz im Bau, allesamt mit Fixierungsfeder (1-a);
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In Skizze 2 sind Beispiele von waagerechten Grundkomponenten (2) abgebildet, die mit Seiten- (2-a) und Querbalken (2-b), Fixierungsrändern an den Enden (2-c) und einem Stützteil (2-d) zur Verlegung der waagerechten Zwischenkomponenten versehen sind;
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Skizze 3 zeigt Beispiele senkrechter Zwischenkomponenten (3) samt Fixierungsfedern (3-a);
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In Skizze 4 ist das Beispiel einer waagerechten Zwischenkomponente abgebildet (4);
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Skizze 5 zeigt den Verbindungspfeiler (5), der die senkrechten Komponenten zusammenhält. Er ist im oberen und unteren Bereich mit Fixierungsrändern (5-a) versehen;
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Skizze 6 zeigt, im Detail, Verbindungselement oder -Pfeiler (5) der senkrechten Grundkomponenten, verbunden mit dem Fixierungsteil (6, versehen mit Verbindungsstiften und den Pfeiler (7);
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Skizze 7 zeigt, als allgemeines Schema, ein Beispiel der Reihenfolge der Komponenten, die eine Ecke des Moduls bilden. Es ist ersichtlich, dass die senkrechte Grundkomponente (1) mit der Ecke aus den waagerechten Grundkomponenten (2) durch den Verbindungspfeiler (5) verbunden ist; ersichtlich sind ferner die senkrechten Zwischenkomponenten (3), die seitlich an der genannten senkrechten Grundkomponente angekuppelt sind. Weiterhin ersichtlich ist die waagerechte Zwischenkomponente (4) mit der entsprechenden Platzierung im Bauverfahren;
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Skizze 8 erläutert Beispiele der Artikulation zwischen Verbindungspfeiler (5) und waagerechter Grundkomponente (2) durch die Fixierungsränder des Pfeilers (5-a), man sieht genau die o. g. obere und untere Artikulation, sowie die Projektion letzterer auf Fixierungsteil (6) und Pfeiler (7); die Fixierungsränder des Pfeilers (5-a) und eine genaue Abbildung der besagten oberen und unteren Artikulation und die Projektion letzterer auf Fixierungsteil (6) und Pfeiler (7);
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Skizze 9 erläutert die Artikulation zwischen waagerechter Baukomponente (2) und waagerechter Zwischenkomponente (4), abgebildet ist die Stellung der waagerechten Zwischenkomponente (4) auf dem Stützteil (2-d) der waagerechten Grundkomponente;
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Skizze 10 ist die genaue Abbildung der Verbindung der senkrechten Grundkomponenten (1) mit den waagerechten Grundkomponenten (2), man sieht auch die Stellung der senkrechten Zwischenkomponenten (3). Die Verbindung durch die Verbindungsfeder (1-a), die an der Kante mit dem Pfeiler verbunden ist, wird genau abgebildet;
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Skizze 11 zeigt, im Querschnitt, die Verbindung der senkrechten Zwischenkomponenten (3) mit den waagerechten Grundkomponenten (2) durch den Verbindungspfeiler (5), mit Hervorhebung der Fixierungsränder (2-c) der waagerechten Grundkomponente;
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Skizze 12 zeigt einen senkrechten, schematischen Schnitt mit der genauen Verbindung der senkrechten Zwischenkomponenten (3) zu den waagerechten Grundkomponenten (2) mit Hervorhebung der Verbindungen durch die Fixierungsränder (2-c);
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Skizze 13 zeigt im Detail die Verbindung zwischen waagerechten Grundkomponenten (2), Verbindungspfeiler (5) und senkrechten Zwischenkomponenten (3);
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Skizze 14 zeigt im Detail die obere und untere Verbindung der waagerechten Grundkomponenten (2) mit dem Verbindungspfeiler (5);
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Skizze 15 zeigt im waagerechten Schnitt die Verbindung der senkrechten Grundkomponenten (1) mit dem Verbindungspfeiler (5) mittels eines Verbindungsteils (8);
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Skizze 16 ist die schematische Abbildung eines Moduls und dessen Hauptkomponenten: senkrechte Grundkomponenten (1), waagerechte Grundkomponente (2), senkrechte Zwischenkomponente (3) und waagerechte Zwischenkomponente (4);
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Skizze 17 zeigt in progressiver Schematisierung den Aufbau eines Moduls besonderen Hinweis auf sämtliche wesentliche Komponenten;
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Skizze 18 zeigt als Lageplan Beispiele für die Zusammenfügung von Modulen gleicher Größe;
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Skizze 19 zeigt als Lageplan Beispiele für die Zusammenfügung von Modulen unterschiedlicher Größe.
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Beispiel für die beste Ausführung der Erfindung
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Das Konzept des Bauverfahrens gründet auf eine Mindesteinheit mit einer Größe von 600 mm × 600 mm, die ein Gitter formt und als Baugrundlage für alle Elemente dient, die ein Modul bilden. D. h. sämtlich Module und die entsprechenden Komponenten besitzen Maße, die einem Vielfachen dieser Einheit entsprechen.
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Die erwähnte Einheit wurde aufgrund der Ermittlung der Maße der am häufigsten verwendeten Baumaterialien festgelegt. Dies ermöglicht es, dass die Materialien fast in ihrer Gesamtheit eingesetzt werden können, Überschüsse werden minimiert.
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Das Bauverfahren gründet auf drei Arten von Komponenten, die es ermöglichen jedes beliebige Modul in den Standardgrößen zu bauen, sie zusammen zu fügen oder von anderen Modulen zu trennen: Grundkomponenten, Zwischenkomponenten und Teilkomponenten.
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Bei den Grundkomponenten handelt es sich um Stütz- und Artikulationselemente, die als Umriss- und Verbindungselemente dienen. Sie sind Teil eines jeden Moduls und sind in zwei Kategorien aufgeteilt: senkrechte Grundkomponente (1) und waagerechte Grundkomponente (2).
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Neben der strukturellen Funktion, dienen die besagten Grundkomponenten auch als ”technischen Durchgang”, und beinhalten den gesamten Hauptkreislauf der verschiedenen Strukturen.
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Die Skizze 1 zeigt Beispiele solcher senkrechten Grundkomponenten (1). Es handelt sich um strukturelle Elemente mit Fixierungsfedern (1-a) an den oberen Enden. Zusammen mit den waagerechten Grundkomponenten (2) bilden sie die Grundstruktur der Module.
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Die Zwischenkomponenten entsprechen den Wandelementen und sind in zwei Kategorien aufgeteilt: senkrechte Zwischenkomponenten (3), die als Außenwände dienen und waagerechte Zwischenkomponenten (4), die als Boden dienen.
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Indem sie die gewünschte Volumetrie wählen lassen, handelt es sich bei den genannten Zwischenkomponenten – senkrechte und waagerechte – um strukturelle Elemente, die auch als entfernbare Abtrennelemente dienen. Außerdem dienen sie als Durchgang für die Anschlüsse der verschiedenen Infrastrukturnetze.
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Die Teilkomponenten entsprechen ihrerseits den Innentrennwänden sowie den Raummöbeln. Solche Komponenten verfügen über keine strukturelle Funktion, können überall eingesetzt werden und beliebig groß sein.
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Die senkrechten Grundkomponenten (1) sind Stützelemente und artikulieren sich mit den waagerechten Grundkomponenten (2) mittels Verbindungspfeilern (5).
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Solche senkrechte Grundkomponenten übernehmen im Bau die strukturelle Funktion der Stützpfeiler und können unterschiedlich konfiguriert werden (Skizze 1). Sie artikulieren im einem Winkel von 90° mit den waagerechten Grundkomponenten (2). Diese besitzen eine Flecht-Struktur, Fixierungsränder (2-c) und Fixierungsfedern an der oberen Kante (2-e), zur Verbindung mit den senkrechten Grund- (1) und Zwischenkomponenten (3). Indem sie in dem o. g. Winkel montiert werden, verbinden sich die waagerechten Grundkomponenten durch den Verbindungspfeiler (5). Die Fixierung erfolgt durch die Fixierungsränder (5-a) des Pfeilers und die Fixierungsränder der waagerechten Grundkomponente.
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Diese drei strukturellen Elemente: senkrechte (1), waagerechte (2) und Verbindungspfeiler (5) bilden ein strukturelles Raster, das die Anbringung der sekundären strukturellen Elemente ermöglicht: die senkrechten Zwischenkomponenten (3) und die waagerechten Zwischenkomponenten (4).
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Der Verbindungspfeiler (5) dient ebenfalls als Übergangsglied zwischen dem Modul und dem System zur Bodenhaftung (s. insbesondere die Skizzen 7 und 8).
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Die Skizze 7 erläutert das Verfahren zur Anfertigung einer Ecke und der entsprechenden Wände sowie die Haftung am Boden: die senkrechten Grundkomponenten (1) bilden eine Ecke mit einem Winkel von 90° bestehend aus der Artikulation aus beiden waagerechten Komponenten (2). Die Verbindung beider Komponenten (senkrecht und waagerecht) erfolgt durch einen Verbindungspfeiler (5).
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Die senkrechten Zwischenkomponenten (3) befestigen sich an der Seite der senkrechten Grundkomponente (1) und stützen sich auf die waagerechte Grundkomponente (2).
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Die Befestigung des Moduls am Boden erfolgt durch die Verbindungspfeiler (5) an den Kanten der Module. Die Pfeiler werden an einem Fixator (6) befestigt; dieser wird wiederrum an einem im Boden verankerten Pfahl (7) befestigt.
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Die Verwendung von metallischen Pfählen (7) ist lediglich im Projekt angegeben. Angesichts der Bodenmorphologie kann eine andere Art von Vorstruktur ratsam sein. In der Tat können andere Vorstrukturen angewendet werden, da das hier beanspruchte Bauverfahren jeder Bodenmorphologie angepasst werden kann.
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Die Skizze 6 zeigt im Detail das besagte Fixierungselement sowie der entsprechende Pfahl, der im Boden verankert wird.
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Die waagerechten Grundkomponenten (2) strukturieren die gesamte Außenseite der Module und tragen die waagerechten Zwischenkomponenten (4).
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Die erwähnten waagerechten Zwischenkomponenten dienen als Boden des zu bildenden Moduls. Ihre Verankerung erfolgt durch ein Stützteil in der Form einer Feder (2-d) mit denen die waagerechten Grundkomponenten versehen sind (2).
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Auf den waagerechten Grundkomponenten und den waagerechten Zwischenkomponenten stützen sich die senkrechten Zwischenkomponenten (3), die mit den senkrechten Grundkomponenten verbunden sind (1).
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Über die äußeren waagerechten Strukturgrundkomponenten (2) werden die senkrechten Zwischenkomponenten angebracht (3). Diese dienen als Außenwände der Module und verbinden sich an den Kanten mit den senkrechten Grundkomponenten (1) durch einen Verbindungspfeiler (5) wie insbesondere in Skizze 10 abgebildet.
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Die senkrechten Grundkomponenten (1) und Zwischenkomponenten (3) verfügen über klingenförmige Fixierungsfedern (1-a und 3-a), die die vollkommene Anpassung an die waagrechten Grundkomponenten (2) ermöglichen.
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Nach der Anbringung der senkrechten Zwischenkomponenten (3) werden die Verbindungspfeiler (5) an den Ecken der Module auf denen die waagerechten Grundkomponenten stehen, (2) montiert.
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Skizzen 10 und 13 erläutern diese Phase, insbesondere unter Hervorhebung der Anreihung und Befestigung der senkrechten Zwischenkomponenten (3) an die senkrechten Grundkomponenten (1) in einem Winkel von 90°. Diese senkrechte Zwischenkomponenten (3) werden ihrerseits begrenzt durch zwei waagerechte Grundstrukturen (2) und verbinden sich in der Kante mit der senkrechten Grundkomponente.
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Die Verbindungselemente oder Verbindungspfeiler (5) fixieren in hermetischer Weise die waagerechten Grundkomponenten (2) im erwähnten Winkel von 90°, und geben somit dem Modul seine Form.
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Unter ständiger Verwendung derselben Komponenten – Grund- und Zwischenkomponenten – mit Maßen, die ein Vielfaches der konzeptuellen Mindesteinheit mit 600 mm × 600 mm sind, wird ein Gitter gebildet, das sämtliche Teile des modularen Baus trägt.
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Somit kann jederzeit ein weiteres Modul hinzugefügt oder entfernt werden. Der Bau vergrößert oder verkleinert sich je nach den Erfordernissen der Familie.
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Bei der senkrechten oder waagerechten Expansion der Module verwendet in der Tat jedes neue Modul die gleichen Komponenten, so dass wie in Skizze 18 abgebildet verfahren werden darf. Oder, wie in Skizze 19 abgebildet, Module mit anderen Maßen hinzugefügt werden können (jedoch stets mit Maßen, die ein Vielfaches der erwähnten Mindesteinheit sind).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- GB 2014686 A [0014]
- BR 8106537 [0014]
- JP 2272143 A [0014]
- JP 11315609 A [0014]
- FR 2247597 A1 [0014]
