DE102013019732A1

DE102013019732A1 - Verfahren zur Herstellung von Betonbauteilen mit integrierter Ankerschiene

Info

Publication number: DE102013019732A1
Application number: DE102013019732.5A
Authority: DE
Inventors: Christoph Mahrenholtz; Friedrich Wilhelm Neikes; Christian Braun; H. J. J. Evers
Original assignee: JORDAHL GmbH
Current assignee: JORDAHL GmbH
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2015-05-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Betonbauteils (1) mit in dem Betonbauteil integrierter und im Querschnitt im Wesentlichen C-förmiger Ankerschiene (2), mit einem Ankerschienenschlitz (3), mit den folgenden Verfahrensschritten: a) es wird eine Schalung (4) erstellt, deren Innenraum der Form des herzustellenden Betonbauteils (1) entspricht, b) schalungsinnenseitig wird zumindest ein Befestigungselement (5) für eine Ankerschiene (2) an der Schalung (4) befestigt, wobei das Befestigungselement (5) aus einem gummielastischen Werkstoff gebildet ist und wobei das Befestigungselement (5), im Querschnitt der Ankerschiene (2) betrachtet, Rastelemente (6) aufweist, welche die an der Schalung (4) angedrückte Ankerschiene (2) im Ankerschienenschlitz (3) hintergreifen, c) die Ankerschiene (2) wird auf das Befestigungselement (5) aufgerastet und so mit dem Ankerschienenschlitz (3) gegen die Schalung (4) fixiert, d) Beton wird in die Schalung (4) gegossen und abgebunden, wobei das Betonbauteil (1) mit integrierter Ankerschiene (2) gebildet wird, und e) das Betonbauteil (1) und die Schalung (4) werden voneinander getrennt, wobei das an der Schalung (4) befestigte Befestigungselement (5) aus dem Ankerschienenschlitz (3) gezogen wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Betonbauteils mit in dem Betonbauteil integrierter und im Querschnitt im Wesentlichen C-förmiger Ankerschiene mit einem Ankerschienenschlitz mit den folgenden Verfahrensschritten: Es wird eine Schalung erstellt, deren Innenraum der Form des herzustellenden Betonbauteils entspricht, schalungsinnenseitig wird die Ankerschiene befestigt, eine Fertigbetonmischung wird in die Schalung gegossen und abgebunden, wobei das Betonbauteil mit integrierter Ankerschiene gebildet wird, und das Betonbauteil und die Schalung werden voneinander getrennt.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Befestigungselement zur Verwendung in einem solchen Verfahren.
Stand der Technik und Hintergrund der Erfindung
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der Praxis bekannt. Hierbei erfolgt die Befestigung der Ankerschiene an der Schalung dadurch, dass die Ankerschiene an der typischerweise aus einem Holzwerkstoff bestehenden Schalung festgenagelt wird. Dies ist insbesondere bei der späteren Trennung des Betonbauteils von der Schalung umständlich, da je nach Dimensionierung erhebliche Kräfte aufgewandt werden müssen, um die Nagelverbindung zwischen der Ankerschiene und der Schalung wieder zu trennen. Zudem befinden sich nach dem Ausschalen weiterhin die Nagelspitzen in dem dann offenen Schlitz der Ankerschiene, welche nicht zuletzt wegen des Verletzungsrisikos als störend empfunden werden. Alternativ werden die Ankerschienen an die Schalung geklebt. Dies ist insbesondere bei Schalung aus Stahl üblich. Diese Methode ist jedoch aufwändig und weniger verlässlich hinsichtlich der Lagesicherheit während des Bewehrens und Betonierens. Im Falle von bei der Herstellung des Betonbauteils liegenden Ankerschienen besteht ohne Fixierung der Ankerschiene gegenüber der Schalung die Gefahr der Verschiebung der Ankerschiene im Zuge des Eingießens des Betons.
Aus den Literaturstellen WO 2004/002701 A2 sowie WO 2004/002702 A1 sind verschiedene Verfahren zur Einbettung von Verbindungselementen in Betonbauteilen bekannt. Auch hierbei wird typischerweise mit Verschraubungen zwischen Schalung und anderen Elementen gearbeitet sowie mit komplexen Trennvorgängen.
Technisches Problem der Erfindung
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Betonbauteils mit integrierter Ankerschiene anzugeben, welches einerseits hinsichtlich der Positionierung der Ankerschiene in dem Betonbauteil optimal und sicher funktioniert und andererseits eine unkomplizierte Lösung des fertigen Betonbauteils mitsamt der Ankerschiene von der Schalung erlaubt.
Grundzüge der Erfindung
Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Betonbauteils mit in dem Betonbauteil integrierter und im Querschnitt im Wesentlichen C-förmiger Ankerschiene mit einem Ankerschienenschlitz mit den folgenden Verfahrensschritten: a) es wird eine Schalung erstellt, deren Innenraum der Form des herzustellenden Betonbauteils entspricht, b) schalungsinnenseitig wird zumindest ein Befestigungselement für eine Ankerschiene an der Schalung befestigt, wobei das Befestigungselement aus einem gummielastischen Werkstoff gebildet ist und wobei das Befestigungselement, im Querschnitt der Ankerschiene betrachtet, Rastelemente aufweist, welche die an der Schalung angedrückte Ankerschiene im Ankerschienenschlitz hintergreifen, c) die Ankerschiene wird auf das Befestigungselement aufgerastet und so mit dem Ankerschienenschlitz gegen die Schalung fixiert, d) Beton (bzw. Frischbeton) wird in die Schalung gegossen und abgebunden, wobei das Betonbauteil mit integrierter Ankerschiene gebildet wird, und e) das Betonbauteil und die Schalung werden voneinander getrennt, wobei das an der Schalung befestigte Befestigungselement aus dem Ankerschienenschlitz gezogen wird.
Eine C-förmige Ankerschiene im Sinne der Erfindung umfasst verschiedene Detailformen mit im Querschnitt betrachtet geraden Teilbereichen oder auch gekrümmt verlaufenden Teilbereichen, beispielsweise insgesamt in Elipsenform. In jedem Fall weist die Ankerschiene einen in Längsrichtung verlaufenden Ankerschienenschlitz auf, dessen Schlitzweite B (s. beispielsweise 3) kleiner als die Innenraumbreite U ist. Dadurch sind die beiden Enden des ”C” einander zugewandt und es lassen sich Bauteile mit einer Länge von mehr als die Schlitzweite B in den Ankerschienenschlitz einführen und um 90° drehen, wodurch ein solches Bauteil dann mit seinen Längsenden die im Querschnitt der Ankerschiene ersichtlichen nach innen weisenden Enden des ”C” hintergreift. Diese typische Ausbildung von Ankerschienen wird im Rahmen der Erfindung genutzt.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sich aufgrund der Ausbildung des Befestigungselements und dessen gummielastischen Eigenschaften eine Ankerschiene leicht an einer Schalung befestigen lässt, nämlich durch einfaches Aufrasten, wobei auch nach Bildung des fertigen Betonbauteils die Ankerschiene sich aufgrund eben dieser gummielastischen Ausbildung des Befestigungselements wieder leicht von der Schalung lösen lässt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass leicht zu handhabende Befestigungselemente sich exakt positionieren lassen und so die vergleichsweise schwer zu handhabende Ankerschiene sehr positionsgenau an der Schalung ohne größeren Positionierungsaufwand aufgerastet werden kann.
Bevorzugt ist es, wenn der gummielastische Werkstoff eine Härte von Shore A im Bereich von 4 bis 80, insbesondere 8 bis 50, aufweist. Der gummielastische Werkstoff hat vorzugsweise eine Reißfestigkeit von zumindest 1 N/mm², insbesondere zumindest 5 N/mm².
Grundsätzlich sind beliebige handelsübliche gummielastische Werkstoffe einsetzbar, wie beispielsweise thermoplastische Elastomere. Hierzu zählen beispielsweise Elastomere auf Olefinbasis (wie PP/EPDM, beispielsweise Santoprene, Sarlink, Forprene), auf Urethanbasis (wie Desmopan, Texin, Utechllan), auf Polyesterbasis bzw -Copolyester (wie Hytrel, Riteflex), Styrol-Blockcopolymere (wie SBS, SEBS, SEEPS, MBS, beispielsweise Styroflex, Septon Thermolast, oder auf Copolyamidbasis (wie PEBAX). Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn der Gummiwerkstoff ein Silikongummi bzw. Silikonkautschuk ist. Des Weiteren ist es möglich, dass das Befestigungselement als Verbundwerksoff bzw. Hybridwerkstoff ausgebildet ist. Hierzu können insbesondere Gewebe- oder Fasereinlagen beispielsweise aus organischen Polymerwerkstoffen oder Metall bzw. Stahl vorgesehen sein, beispielsweise in einem Teilbereich (bezogen auf die Längserstreckung) oder die gesamte Länge des Befestigungselementes durchspannend.
Ein Befestigungselement kann massiv (im Wesentlichen) aus dem gummielastischen Werkstoff gebildet sein, oder auch Hohlräume, Kammern und dergleichen enthalten, ggf. auch als Ballondichtung ausgebildet. Ebenso kann die Oberfläche Schlitze oder Lamellen aufweisen. Solche Maßnahmen können die Kompressibilität des Befestigungselementes und so die Montierbarkeit einer Ankerschiene hierauf ebenso verbessern, wie die spätere Trennbarkeit von Betonbauteil und an der Schalung verbleibendem Befestigungselement.
Im Rahmen der Erfindung kann es sich als zweckmäßig erweisen, wenn Montagehilfen eingesetzt werden. Denn die Ankerschiene muss gleichsam auf ein Befestigungselement „aufgequetscht” werden, insbesondere müssen die Rastelemente in den Ankerschienenschlitz hinein gedrückt werden. Insbesondere bei Verwendung eher harter Gummiwerkstoffe erleichtern Montagehilfen das Aufsetzen einer Ankerschiene auf ein (oder mehrere) Besfestigungselemente. Als Montagehilfen kommen beispielsweise im Querschnitt (der Ankerschiene bzw. des Befestigungselementes betrachtet) trichterförmig ausgebildete Einführtrichter oder Kompressionselemente, welche eine Befestigungselement in der Querschnittsebene zumindest in Richtung der beiden einander gegenüberliegenden C-Schenkel der Ankerschiene komprimieren, in Frage. Solche Montagehilfen können ggf. in Längsrichtung der Ankerschiene wieder entfernt werden. Als einfachste Montagehilfe kommen natürlich geeignete Schmiermittel in Frage, wie beispielsweise Seifenlösung, Öl oder Fett, insbesondere niedrigviskose Silikonfette oder Silikonöle, in Frage, welche (vorzugsweise unmittelbar) vor dem Aufdrücken auf die Ankerschiene im Bereich des Ankerschienenschlitzes und/oder auf dem Befestigungselement aufgetragen werden.
Die Form des Befestigungselements, im Querschnitt der aufzurastenden Ankerschiene betrachtet, umfasst typischerweise ein Sockelteil, zwei einander gegenüberliegende Rastelemente, welche den Ankerschienenschlitz hintergreifen, und, optional, ein Stützteil, welches sich bei aufgerasteter Ankerschiene gegen den Grund des Ankerschienenschlitzes abstützt. Ein solches Befestigungselement kann, in Längsrichtung der Ankerschiene betrachtet, eine Länge aufweisen, welche der Länge der Ankerschiene entspricht. Hierbei vorteilhaft ist, dass der Ankerschienenschlitz durch das Befestigungselement vollständig ausgefüllt wird und so beim Eingießen des Betons in die Schalung ein Eindringen des Betons in den Innenraum der Ankerschiene zuverlässig vermieden wird, und zwar auch bei einer unregelmäßigen Schalung, welche nicht exakt an die Ankerschiene über ihre vollständige Länge anliegt. Es ist aber auch möglich, dass ein Befestigungselement eine Länge aufweist, welche einen Bruchteil der Ankerschiene beträgt. Dieser Bruchteil kann 1/3 bis 1/50 der Länge der Ankerschiene betragen. Zur Befestigung einer Ankerschiene an der Schalung werden dann zweckmäßigerweise zumindest zwei Befestigungselemente eingesetzt. An den Enden der Ankerschienen werden zweckmäßigerweise Endkappen, Endstopfen o. ä. eingesetzt, um ein Eindringen des Frischbetons zu verhindern. Alternativ werden an den Enden spezielle Befestigungselemente verwendet, die auf Grund ihrer Geometrie (den Ankerschienenschlitz ausfüllend) ein Eindringen des Frischbetons verhindern.
Ein Befestigungselement kann grundsätzlich in beliebiger Weise an der Schalung befestigt werden, auch vor dem Hintergrund, dass eine solche Verbindung nicht notwendigerweise reversibel sein muss. So ist es möglich, die Befestigungselemente nach Herstellung des Betonbauteils zusammen mit der Schalung zu verwerfen. Ebenso ist es aber auch möglich, die Befestigung des Befestigungselements an der Schalung dergestalt auszubilden, dass das Befestigungselement nach der Fertigstellung des Betonbauteils und dessen Trennung von der Schalung von der Schalung wieder leicht entfernt werden kann. In ersterem Fall kann ein Befestigungselement beispielsweise mittels eines Nagels an einer Schalung aus einem Holzwerkstoff befestigt werden. Dieser Nagel wird dann durch das Befestigungselement von dem Stützteil und durch das Sockelteil in die Schalung eingetrieben. Soll die Befestigung reversibel sein, empfiehlt sich der Einsatz einer Schraube anstelle des Nagels. Selbstverständlich ist auch eine Mehrzahl an Nägeln und/oder Schrauben zur Befestigung des Befestigungselements an einem Holzwerkstoff einsetzbar. Eine solche Art der Befestigung ist an Schalungen aus Metall, z. B. Stahl, nicht bzw. nur nach aufwändigen Vorarbeiten möglich. Im Falle von solchen Schalungen aus einem ferromagnetischen Werkstoff empfiehlt es sich dann, das Befestigungselement mit einem oder mehreren Magneten im Sockelteil auszuführen.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Befestigungselement für ein erfindungsgemäßes Verfahren mit einem Sockelteil, mit zwei einander gegenüberliegenden Rastelementen und mit einem Stützteil, wobei die Höhe des Sockelteils der Schlitztiefe eines Ankerschienenschlitzes einer zugeordneten Ankerschiene entspricht, wobei die Rastelemente zum Hintergreifen des Ankerschienenschlitzes ausgebildet sind und wobei das Stützteil zum Anliegen an den Grund des Ankerschienenschlitzes bei aufgerasteter Ankerschiene ausgebildet ist. Das Stützteil ist vorteilhafterweise im Querschnitt durch die Rastelemente betrachtet dreieckig oder trapezförmig, in Richtung von dem Sockelteil weg sich verjüngend, ausgebildet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1: eine Schalung mit daran befestigtem Befestigungselement,
2: den Gegenstand der 1 mit auf das Befestigungselement aufgerasteter Ankerschiene,
3: den Gegenstand der 2 nach Eingießen des Betons in die Schalung,
4: die Trennung des fertigen Betonbauteils mit integrierter Ankerschiene von der Schalung und
5: zwei Alternativen der Befestigung eines Befestigungselements an einer Schalung.
In der 1 erkennt man ein Befestigungselement 5, welches auf einer Schalung 4 befestigt ist. Das Befestigungselement umfasst ein Sockelteil 7, ein Stützteil 8 und zwei Rastelemente 6. Das Befestigungselement ist aus einem gummielastischen Werkstoff, im Ausführungsbeispiel einem Silikongummi, gebildet. Die Härte dieses gummielastischen Werkstoffes liegt typischerweise im Bereich von 4 bis 80 Shore A. Einer vergleichenden Betrachtung der 1 und 5 entnimmt man, dass – je nach Werkstoff der Schalung – unterschiedliche Arten der Befestigung eines Befestigungselements an der Schalung in Frage kommen. In der 5a dargestellt ist eine Verschraubung des Befestigungselements mit einer Schalung aus einem Holzwerkstoff mittels eines mechanischen Verbindungsmittels, z. B. einer Schraube 10. Die 5b zeigt demgegenüber eine Schalung 4 aus einem ferromagnetischen Werkstoff, wobei in das Befestigungselement 5 zumindest ein Magnet 11 eingebettet ist, welcher das Befestigungselement aufgrund der magnetischen Kräfte an der Schalung 4 festhält.
In der 2 erkennt man eine auf eine Befestigungselement 5 aufgerastete Ankerschiene 2. Hierbei wird die Ankerschiene 2 mit dem Ankerschienenschlitz 3 der Schalung 4 zugewandt auf das Befestigungselement 5 aufgedrückt, und zwar so weit, bis die Ankerschiene 2 an der Schalung 4 anliegt und zugleich die Rastelemente 6 den Ankerschienenschlitz 3, die Ankerschiene 2 fixierend, hintergreifen. Zugleich kommt ein Grund 9 des Ankerschienenschlitzes 9 an dem Stützteil 8 zum Anliegen.
In der Querschnittsbetrachtung der Figuren, insbesondere der 3, wird ersichtlich, dass – in dieser Querschnittsdarstellung – die Höhe des Sockelteils 7 bis zu den Rastelementen 6 der Schlitztiefe S des Ankerschienenschlitzes 3 entspricht. Die Gesamthöhe des Befestigungsteils 5 entspricht der Gesamtschlitztiefe T. In der 3 ist weiterhin ersichtlich, dass in einem weiteren Verfahrensschritt nach dem Aufrasten der Ankerschiene 2 auf das Befestigungselement 5 Beton in die Schalung 4 eingegossen wird. Nach Aushärten des Betons kann das fertige Betonbauteil 1 mit integrierter Ankerschiene 2 von der Schalung 4 sowie dem Befestigungselement 5 durch Abziehen gelöst werden, wie aus der 4 ersichtlich. Dabei bleibt das Befestigungselement 5 an der Schalung 4.
Den Figuren ist des Weiteren zu entnehmen, dass – in dem dargestellten Querschnitt betrachtet – das Stützteil 8 eine Trapezform aufweist, wobei die Breite des dem Sockelteil gegenüberliegenden Endes des Stützteils kleiner als die Schlitzbreite B der Ankerschiene 2 (s. 3) ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

WO 2004/002701 A2 [0004]
WO 2004/002702 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Betonbauteils (1) mit in dem Betonbauteil integrierter und im Querschnitt im Wesentlichen C-förmiger Ankerschiene (2), mit einem Ankerschienenschlitz (3), mit den folgenden Verfahrensschritten: a) es wird eine Schalung (4) erstellt, deren Innenraum der Form des herzustellenden Betonbauteils (1) entspricht, b) schalungsinnenseitig wird zumindest ein Befestigungselement (5) für eine Ankerschiene (2) an der Schalung (4) befestigt, wobei das Befestigungselement (5) aus einem gummielastischen Werkstoff gebildet ist und wobei das Befestigungselement (5), im Querschnitt der Ankerschiene (2) betrachtet, Rastelemente (6) aufweist, welche die an der Schalung (4) angedrückte Ankerschiene (2) im Ankerschienenschlitz (3) hintergreifen, c) die Ankerschiene (2) wird auf das Befestigungselement (5) aufgerastet und so mit dem Ankerschienenschlitz (3) gegen die Schalung (4) fixiert, d) Beton wird in die Schalung (4) gegossen und abgebunden, wobei das Betonbauteil (1) mit integrierter Ankerschiene (2) gebildet wird, und e) das Betonbauteil (1) und die Schalung (4) werden voneinander getrennt, wobei das an der Schalung (4) befestigte Befestigungselement (5) aus dem Ankerschienenschlitz (3) gezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der gummielastische Werkstoff ein Silikongummi ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der gummielastische Werkstoff eine Härte von Shore A im Bereich von 4 bis 80, insbesondere 8 bis 50, aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der gummielastische Werkstoff eine Reißfestigkeit von zumindest 1 N/mm², insbesondere zumindest 5 N/mm², aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Befestigungselement (5), im Querschnitt der aufzurastenden Ankerschien (2) betrachtet, ein Sockelteil (7), zwei einander gegenüberliegende Rastelemente (6), welche den Ankerschienenschlitz (3) hintergreifen, und optional ein Stützteil (8), welches sich bei aufgerasteter Ankerschiene (2) gegen den Grund (9) des Ankerschienenschlitzes (3) abstützt, aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Befestigungselement (5) eine Länge aufweist, welche der Länge der Ankerschiene (2) entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Befestigungselement (5) eine Länge aufweist, welche einen Bruchteil der Ankerschiene (2) beträgt, wobei optional an den Enden der Ankerschiene (2) Kappen, Endstopfen o. ä. eingesetzt werden, wobei auf Grund ihrer Geometrie ein Eindringen des Betons verhindert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei zumindest zwei Befestigungselemente (5) einer Ankerschiene (2) zugeordnet sind, wobei optional an den Enden speziell geformte Befestigungselemente (5) verwendet werden, die auf Grund ihrer Geometrie ein Eindringen des Betons verhindern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Befestigungselement (5) mittels eines mechanischen Verbindungsmittels, z. B. einer Schraube (10) oder eines Nagels (10) an einer Schalung (4) aus einem Holzwerkstoff befestigt wird, oder wobei das Befestigungselement (5) mittels eines im Befestigungselement (5) eingebetteten Magneten (11) an einer Schalung (4) aus einem ferromagnetischen Werkstoff befestigt wird.
Befestigungselement für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem Sockelteil (7), mit zwei einander gegenüberliegenden Rastelementen (6) und mit einem Stützteil (8), wobei die Höhe des Sockelteils (7) der Schlitztiefe (S) eines Ankerschienenschlitzes (3) einer zugeordneten Ankerschiene (2) entspricht, wobei die Rastelemente (6) zum Hintergreifen des Ankerschienenschlitzes (3) ausgebildet sind und wobei optional das Stützteil (8) zum Anliegen an den Grund (9) des Ankerschienenschlitzes (3) bei aufgerasteter Ankerschiene (2) ausgebildet ist.