DE102015120476A1

DE102015120476A1 - Verbundelement mit mindestens zwei Flächenelementen

Info

Publication number: DE102015120476A1
Application number: DE102015120476.2A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2017-06-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbundelement mit mindestens zwei Flächenelementen, die punktuell über eine Vielzahl von Distanzelementen miteinander verbunden sind, und zeichnet sich dadurch aus, dass die Distanzelemente eine säulenförmige Struktur aufweisen und an den gegenüberliegenden Flächen der Flächenelemente angeklebt oder angeschweißt sind. Ferner sind Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbundelement mit mindestens zwei Flächenelementen, die punktuell über eine Vielzahl von Distanzelementen miteinander verbunden sind.
Es ist bei der Erstellung von Gewerken aus Beton bekannt, Stahlmatten zur Bewehrung von flächigen Stahlbetonteilen, wie Bodenplatten und Wandelementen, einzusetzen. Die Stahlmatten bestehen aus sich kreuzenden Längs- und Querstäben aus warm- oder kaltverformtem, gerippten Bau- oder Edelstahl, die an den Kreuzungspunkten durch Widerstandsschweißung scherfest verbunden sind. Die Stahlmatten werden auf den Boden, der Schalung oder einem sonstigen Untergrund mittels Abstandshalter aufgelegt und können in mehreren Schichten übereinander eingebracht sein. Um definierte Abstände sowohl gegenüber dem Boden als auch gegenüber den weiteren Baustahlmatten untereinander einhalten zu können, sind Abstandshalter bekannt, die ebenfalls aus Stahl bestehen und mit Bindedraht befestigt werden.
Vermehrt kommen anstelle von Bewehrungen aus Stahl Bewehrungsmatten aus textilen Fasern, insbesondere aus Kunststoff, Glas oder Carbon zur Anwendung, die korrosionsbeständig und wesentlich leichter sind und sich auch einfacher in dreidimensionalen Gebilden verlegen lassen, da sie flexibel und biegsam ausgelegt werden können. Solche Bewehrungsmatten lassen sich insbesondere auch bei schlanken bzw. dünnen Bauteilen aus Beton, Gips und anderen Bauwerkstoffen einsetzen und benötigen nur eine geringe Materialdeckung. Als Material zur Herstellung von solchen gitterförmigen Bewehrungsmatten aus Fasern, Stäben oder Stegen, kommen z. B. Faserverbundwerkstoffe (FVW), glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) oder Carbonfasern zur Anwendung. Die Gitterstrukturen sind in der Regel wesentlich kleiner als die bei Baustahlmatten. Die lichten Weiten von quadratischen Gitterfeldern betragen in der Regel nur ca. 1 cm bis 5 cm. Die Gitterdichte stellt gegenüber der einer Baustahlmatte eine wesentlich bessere Verstärkung sicher, insbesondere bei Flachbauteilen oder bei einer Bewehrung von Estrichen, Gipsplatten oder bestimmten Sichtgewerken zur Verkleidung von Bauten.
Weiterhin ist es bekannt, ein- oder mehrschichtige Geo-Textilien zur Befestigung von Uferböschungen zu verwenden, die entweder aus Vliesstoff oder anderen gewebten Bahnen aus Kunststoff- oder Basaltfasern bestehen. Des Weiteren ist es bekannt, Matten mit gitterartigen Strukturen mit Vliesstoffbahnen zu kombinieren, um eine gewünschte Bewehrung eines Verbundelementes zu erreichen.
Textilbeton ist ein künstlicher Verbundwerkstoff, der ähnlich dem Stahlbeton aus den Komponenten Beton und Bewehrung besteht. Er eignet sich sowohl zur Herstellung neuer als auch für die Verstärkung bestehender Gewerke. Die technischen Textilien werden als Gelege benutzt und in Beton unterschiedlichster Körnung eingebettet. Es ist bekannt, hierfür auch gitterförmige Geflechte übereinander anzuordnen und mittels an den Stegen und Knotenpunkten angebundener Fasern in einem gewünschten Abstand zueinander zu bringen. Die Abstandsfasern können Multifile oder Monofile sein, die in den Stegen des unteren und oberen Flächenelementes verankert, eingebettet und versteift sind.
Eine solche mehrschichtige textile Bewehrung bzw. eine Verstärkungsschicht und ein damit versehenes Bauelement sind aus der DE 10 2008 026 615 A1 bekannt. Solche Bewehrungen kommen insbesondere für erdbebensichere Bauten zur Anwendung. Die Bewehrung wird z. B. zur Meidung von Rissbildungen unter der Putzschicht eingesetzt und besitzt sowohl lastaufnehmende Elemente, die die Zugfestigkeit der mineralischen Baustoffe verbessern, als auch Elemente mit einer hohen Duktilität, die nach dem Bruch eine totale Zerstörung verhindern.
Textilbetonelemente, insbesondere Fassadenelemente, bei welchen in einem Betongrundstoff wenigstens eine Textilkomponente integriert ist, sind ferner aus der DE 20 207 945 U1 bekannt. Eine darin angegebene Textilkomponente weist mindestens zwei Bewehrungslagen auf, welche über ein Verbindungsmittel wenigstens bereichsweise im Abstand zueinander positioniert sind. Der Abstand der Bewehrungslagen in dem Textilbetonelement ist geringfügig kleiner als der Abstand zweier aneinander gegenüberliegender Oberflächen des Textilbetonelementes. Die Textilkomponente ist ein das Verbindungsmittel und die Bewehrungslagen integrierendes dreidimensionales Gebilde, wobei das Verbindungsmittel mithilfe von den Abstand der Bewehrungslagen bestimmenden Polfäden gebildet wird, die sich zwischen den flächigen Bewehrungslagen erstrecken. Das Verbindungsmittel kann aus Polyester- und/oder Polyethylen- und/oder Polyacryl- und/oder Polyamidfäden bestehen. Das flächige Textilgelege kann aus Glasfasern oder aus Carbonfasern bestehen und bestimmte Strukturen aufweisen. In jedem Fall sollten die Flächenelemente für den flüssigen Beton durchlässig sein. Weitere Schichten können sich anschließen und ebenfalls über Polfäden mit der darunterliegenden Schicht verbunden sein. Des Weiteren können in ein derartiges Bauelement auch andere Schichten, z. B. Isolier- und/oder Wärmedämmschichten zusätzlich eingebracht sein.
Es hat sich gezeigt, dass die Verbindungselemente oder auch Abstandshalter zwischen zwei Bewehrungslagen und deren Einbringung sehr aufwändig ist. Bei Verwendung von Polfäden ist darüber hinaus eine hohe Elastizität sowohl in vertikaler als auch horizontaler Richtung gegeben, die beim Verfüllen mit einer Betonmasse zu relativen Verschiebungen und Verzerrungen der Flächenelemente führen kann.
Ausgehend vom bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verbundelement aus mindestens zwei Flächenelementen so auszulegen, dass es besonders preiswert herstellbar ist, zwischen den Flächenelementen die Abstandshalter eine gewünschte Steifigkeit besitzen und in einem einfachen Fertigungsprozess einbringbar sind. Die Erfindung soll dabei sowohl in Verbindung mit Flächenelementen aus den unterschiedlichsten Materialien und mit den unterschiedlichsten Strukturen einsetzbar sein, ebenso sollen zwei-, drei- und mehrschichtige Verbundelemente mit diesen Bewehrungen auf einfache Weise herstellbar sein.
Die Aufgabe löst die Erfindung durch Ausgestaltung eines Verbundelementes gemäß der Lehre des Anspruches 1 sowie durch Anwendung eines Verfahrens gemäß den nebengeordneten Ansprüchen 14, 15 und 16.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verbundelementes sind in den Unteransprüchen 2 bis 12 selbsterklärend angegeben und vorteilhafte abhängige Verfahrensschritte in den Ansprüchen 17 und 18.
Gemäß der Lehre nach Anspruch 1 ist bei einem Verbundelement aus mindestens zwei Flächenelementen, die punktuell über eine Vielzahl von Distanzelementen miteinander verbunden sind, vorgesehen, dass die Distanzelemente eine säulenförmige Struktur aufweisen und an den gegenüberliegenden Flächen der Flächenelemente angeklebt oder angeschweißt sind.
Die Distanzelemente können aus den verschiedensten Materialien bestehen. Im Falle, dass die Flächenelemente textile Flächenelemente sind und aus Kunststofffäden oder Kunststofffasern bestehen, sollten die Distanzelemente ebenfalls aus Kunststoff bestehen und ein Anschweißen an den Verbindungspunkten der gegenüberliegenden Flächen der Flächenelemente ermöglichen. Hierbei können die bekannten Kunststoffschweißverfahren zur Anwendung kommen, z. B. Ultraschallschweißen, Schmelzverfahren oder Wärmeschweißen. Bestehen die Flächenelemente hingegen aus Baustahl oder Edelstahl, so sollten die Distanzelemente ebenfalls aus dem gleichen Material bestehen, so dass beispielsweise eine elektrische Punktschweißung an den Kreuzungspunkten der gitterförmig verlegten Stege des Flächenelementes möglich ist. Die Distanzelemente können einen runden, rechteckigen, quadratischen, polygonalen, ovalen Querschnitt oder eine freie Form aufweisen. Die Enden sind in der Oberflächenstruktur so auszubilden, dass ein Anschweißen ermöglicht wird. Die Querschnittsfläche ist so dimensioniert, dass unter Beachtung der Materialparameter eine relativ starre Verbindung zwischen den Flächenelementen gegeben ist. Es ist ersichtlich, dass auch drei oder mehrere Flächenelemente auf gleiche Weise übereinander angeordnet und miteinander verbunden sein können, wobei die Abstände gleich groß sein oder variieren können. Die Distanzelemente können in der Länge auch dann unterschiedlich ausgelegt sein, wenn diese zwischen zwei Flächenelementen angeordnet werden, die nicht planparallel verlaufen, sondern über die Fläche verteilt unterschiedliche Abstände aufweisen sollen. Die Einbringung der einzelnen Distanzelemente kann sowohl manuell als auch maschinell erfolgen. Im Falle der maschinellen Einbringung werden die Bahnen V-förmig bei gleichzeitigem Transport zusammengeführt und mittels Setzvorrichtungen die Distanzelemente an den Verbindungspunkten platziert. Zugleich werden die Schweißköpfe auf die Bahnen im Bereich der Schweißstelle aufgedrückt und die Schweißverbindung hergestellt.
Die Distanzelemente können grundsätzlich auch geneigt zwischen die beiden Elemente eingebracht werden, wenn sie entsprechend der Verwendung eine ausreichende Steifigkeit aufweisen. Die Schweißpunkte sind in diesem Fall gegeneinander versetzt, was zu höheren mechanischen Belastungen der Distanzelemente und der Schweißverbindungen führen kann, wenn auf die beiden Flächenelemente Druck ausgeübt wird. Von Vorteil ist es deshalb, die Distanzelemente in senkrechter Position zwischen den beiden Flächenelementen anzuordnen oder kombiniert mit schräg gestellten vorzusehen.
Das zuvor Gesagte gilt für das Ankleben von vorgefertigten Distanzelementen gleichermaßen. Die Distanzelemente werden dann jedoch nicht angeschweißt, sondern mit einem Klebstoff an die Verbindungspunkte an den Flächenelementen angeklebt. Die hier einsetzbaren Klebstoffe sind z. B. nach DIN EN 923 genormte. Es können dabei Klebstoffe auf Basis anorganischer Verbindungen oder auf Basis organischer Verbindungen zum Einsatz kommen. Solche Klebstoffe können physikalisch anbindende Klebstoffe, chemisch härtende Klebstoffe oder auch Klebstoffe ohne Verfestigungsmechanismus sein, wie sie hinlänglich bekannt sind. Die Verwendung von Klebstoffen hat den Vorteil, dass keine Materialanpassung zwischen den Distanzelementen und den Flächenelementen gegeben sein muss und dennoch zwischen den beiden Flächenelementen eine relativ starre Verbindung gegeben ist, um einen solchen Verbund beispielsweise mit Beton ausgießen zu können. Die Aushärtezeit der Kleber oder die chemische Reaktionszeit kann dabei durch Einwirkung z. B. von Wärmequellen oder UV-Strahlung (bei mittels UV-Strahlung aushärtbaren Kunststoffklebern) merklich reduziert werden, so dass auch ein maschinelles Setzen und Ankleben vorgefertigter Distanzelemente möglich ist.
Es hat sich gezeigt, dass tropffähige und/oder ziehfähige, definierte Viskosität beim Verarbeiten aufweisende Klebstoffe, deren Aushärtezeit definiert werden kann, besonders geeignet sind, um aus diesem Werkstoff die Distanzelemente selbst zu bilden. Dazu kann beispielsweise auf einem unteren Flächenelement am Verbindungspunkt mittels eines Düsenkopfes ein Klebstoff, z. B. ein Heißklebstofftropfen, definierter Menge aufgebracht werden, der dann mit dem Düsenkopf nach oben gezogen wird, z. B. um beispielsweise ca. 5 mm, bevor das obere Flächenelement mit seiner Verbindung aufgesetzt wird. Selbstverständlich kann die gezogene Säule auch durch einen Schlusstropfen z. B- aus Heißkleber, obenseitig verstärkt werden. Beim Aufsetzen erfolgt wiederum eine Klebeverbindung mit dem oberen Flächenelement. Erfolgt nun eine schnelle Aushärtung des Klebstoffes, z. B. durch Warmluftzufuhr bei Verwendung eines durch Trocknung aushärtbaren Klebers oder durch Kaltluftzufuhr bei Verwendung eines Heißklebers oder durch eine chemische Reaktion oder durch UV-Bestrahlung bei Verwendung eines dadurch aushärtenden Klebers, so ist die säulenartige Verbindung über das Distanzelement zwischen den beiden Flächenelementen hergestellt.
Es ist ersichtlich, dass durch diese Herstellung beliebige Abstände realisierbar sind, wenn der Kleber entsprechend ausgewählt und ausgelegt und im Querschnitt angepasst dimensioniert ist. Beträgt der Abstand nur 1 mm oder 2 mm, so kann die Verbindung über einen einzigen Klebstofftropfen hergestellt werden. Wenn der Abstand größer sein soll, können mehrere Tropfen übereinander aufgebracht oder eine Säule gezogen werden.
Es ist auch möglich, sowohl an der Oberseite eines unteren Flächenelementes als auch an der Unterseite eines oberen Flächenelementes vor dem Zusammenfügen Klebstoff an den Verbindungspunkten kongruent anzubringen und die Säulen dann beim Übereinanderlegen beider Flächenelemente zusammenzuführen. Diese Prozesse können grundsätzlich manuell durchgeführt werden. Im Hinblick auf die Vielzahl der Verbindungspunkte, die erforderlich sind, um eine Stabilität zwischen den beiden Flächenelementen herzustellen, sollten die Prozesse aber maschinell durchgeführt werden damit eine gleichmäßige Herstellung gewährleistet ist.
Ein Verbundelement nach der Erfindung kann in vorteilhafter Weise als textiles Flächenelement zur Bewehrung, als hybride textile Bewehrung oder als Verstärkungselement für Bauelemente oder Putzschichten oder Außenschichten von Bauelementen ausgelegt sein, wobei der durch die Distanzelemente gebildete Hohlraum mit mineralischen Stoffen verfüllbar ist. Die Vorteile der textilen Bewehrung sind eingangs bereits beschrieben worden und als solche bekannt.
Die Erfindung ist grundsätzlich bei Verbundelementen aus den unterschiedlichsten Flächenelementen anwendbar. Die Flächenelemente können z. B. eine glatte geschlossene Oberfläche, eine durchbrochene, mit einem definierten Durchdringungsmuster versehene Oberfläche oder eine gitterartige Textilstruktur aufweisen. Dies hängt jeweils vom Anwendungsfall ab. Auch können die Distanzelemente gleichmäßig über die Fläche verteilt oder ungleichmäßig verteilt diese miteinander verbinden. Auch dies hängt von der jeweiligen Anwendung ab. Ebenso ist die Erfindung auch bei Geotextilien anwendbar. Die verlegten Bahnen, können Stoß an Stoß, bzw. überlappend verlegt werden. Bei einer Stoß an Stoß-Verlegung können schmale Streifen des gleichen Gewebes überlappend auf beiden Bahnen platziert werden. Die vorhandenen Klebepunkte verhaken sich in den vorhanden Gewebemaschen und stellen eine zugfeste, flächige Verbindung zwischen den Flächenelementen bzw. Gewebebahnen her. Der gleiche Effekt wird erzielt, wenn von Haus aus die einzelnen Bahnen leicht überlappend verlegt werden. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, mittels Hotmelt-Klebepunkten die Bahnen leicht und schnell zu verbinden. Einseitig mit Klebepunkten ausgestattete Gewebe können nachträglich nach gleichen Prinzip mit einen z. B. Spinnvlies flächig, punktuell, kaschiert werden, worauf später noch hingewiesen wird.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Distanzelemente aus einem aushärtbaren viskosen Kleber oder aus Kunststoffstegen bestehen. Die Art der Einbringung ist bereits zuvor beschrieben und kann mit den dem Fachmann bekannten Methoden durchgeführt werden. Z. B. kann der Kleber im viskosen Zustand mittels einer Düse auf ein unteres Flächenelement punktuell, stalagmitenförmig aufgebracht sein und das obere Flächenelement auf das obere Ende des Distanzelementes bei gleichzeitiger Herstellung einer Klebeverbindung aufgedrückt werden.
Gemäß einer weiteren Ausbildung kann vorgesehen sein, dass der Kleber im viskosen Zustand mittels einer Düse in Tropfen zur Bildung des Distanzelementes schichtweise aufgebracht ist, wobei es auch möglich ist, dass nach der Anhaftung des Distanzelementes an der Unterseite des oberen Flächenelementes durch relatives Anheben des oberen Flächenelementes gegenüber dem unteren der viskose Mittenteil des Distanzelementes streckbar ist.
In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass an der Unterseite des oberen Flächenelementes kongruent zum stalagmitenförmigen Distanzelement an dem unteren Flächenelement ein stalaktitenförmiges Verbindungselement aufgebracht ist, das sich beim Zusammenfügen mit dem erstgenannten klebend verbindet.
Bei Verwendung vorgefertigter Distanzelemente ist in einer weiteren Ausführung vorgesehen, dass die Distanzelemente aus Kunststoff oben- und untenseitig eine derart große Fläche aufweisen, dass diese mittels aufgebrachter Kleber eine Klebeverbindung mit dem unteren und oberen Flächenelement sicherstellen oder eine thermische Schweißverbindung punktuell herstellbar ist.
Bei der Herstellung einer textilen Bewehrung ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die gitterartige Textilstruktur aus monofilen oder multifilen Fäden aus Kunststoff und/oder aus Naturfasern gefertigt ist und die Gitter rund, quadratisch, rechteck- oder rautenförmig, sechs- oder achteckig ausgebildet sind und die Anbindungspunkte für die Distanzelemente an ausgewählten Kreuzungspunkten vorgesehen sind.
Bei derartigen textilen Bewehrungen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Gitterfelder oder Durchbrechungen mit einem Durchmesser zwischen 3 mm und 20 mm bei einer Stärke des Flächenelementes von 0,5 mm bis 5 mm herzustellen.
Um den Herstellungsprozess zu vereinfachen, ist in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Flächenelemente vor dem Verbinden mattenförmig zugeschnittene Flächenelemente oder von einer Rolle oder einem Ballen nach dem Verbinden abtrennbare Flächenelemente sind. Dabei können die Distanzelemente auch bereits an einem Flächenelement angeschweißt oder angeklebt sein, während das zweite Ende mit dem zweiten Flächenelement erst nach der Positionierung verbunden wird bzw. während der Positionierung angeklebt hat.
Selbstverständlich können Distanzelemente zusätzlich zum Festlegen des Abstandes eines Flächenelementes gegenüber einem Boden oder einer Wand auch an der Oberseite des oberen Flächenelementes und/oder an der Unterseite des unteren Flächenelementes angebracht sein. Die Distanzelemente können als Einzelelemente aus Kunststoff oder Metall gefertigt oder als Säule oder Noppen aus Klebstoff bestehen und auf die Außenseiten der Flächenelemente aufgebracht sein. Das Aufbringen dieser kann zu den zwischen den beiden Flächenelementen angebrachten Distanzelementen kongruent oder auch abweichend hiervon an entsprechend vorgesehenen Distanzpunkten an dem Flächenelement erfolgen, wobei eine der angegebenen Befestigungsarten in Betracht kommt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes sieht vor,
dass das untere Flächenelement einer Transportwalze oder einer Beschickungsfläche zugeführt wird,
dass während des Transportes oder während einer kurzzeitigen Transportunterbrechung mittels einer CNC-gesteuerten Düsenvorrichtung oder mittels einer mehrere Düsen aufweisenden Beschickungsanlage über die Breite des Flächenelementes verteilt an definierten Stellen der Kleber punktuell aufgebracht wird,
dass auf das untere Flächenelement nach Aufbringen der stalagmitenförmigen Distanzelemente in mindestens einem definierten breiten Bereich über eine Zuführeinrichtung das obere Flächenelement mit einem Verbindungsabschnitt unter Einhaltung eines definierten Abstandes aufgedrückt wird, wobei die oberen Enden der Distanzelemente klebend an der Unterseite des oberen Flächenelementes haften. Während der Verbindung werden die Flächenelemente mindestens im Zusammenführungsbereich mittels eines kammartigen mit Abstandszungen versehenen Abstandsdefinierers oder mittels Vakuumsaugplatten in dem definierten Abstand gehalten werden.
Gemäß einem anderen erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes ist vorgesehen,
dass das untere Flächenelement einer Transportwalze oder einer Beschickungsfläche zugeführt wird,
dass während des Transportes oder während einer kurzzeitigen Transportunterbrechung mittels einer CNC-gesteuerten Düsenvorrichtung oder mittels einer mehrere Düsen aufweisenden Beschickungsanlage über die Breite des Flächenelementes verteilt an definierten Stellen der Kleber punktuell aufgebracht wird,
dass das obere Flächenelement einer Transportwalze oder einer Beschickungsfläche mit der Oberseite zugeführt wird,
dass während des Transportes oder während einer kurzzeitigen Transportunterbrechung vor oder auf der Transportwalze mittels einer CNC-gesteuerten Düsenvorrichtung oder mittels einer mehrere Düsen aufweisenden Beschickungsanlage über die Breite des oberen Flächenelementes verteilt an kongruenten definierten Stellen zu den Befestigungspunkten an dem unteren Flächenelement Kleber punktuell aufgebracht wird, der beim Vorschub des oberen Flächenelementes stalaktitenförmig nach unten vorsteht, und
dass beide so entstandenen Klebersäulen sich bei deckungsgleicher Verbringung derselben bei übereinanderliegender Anordnung der Flächenelemente sich miteinander verbinden. Während der Verbindung können die Flächenelemente mindestens im Zusammenführungsbereich derselben mittels eines kammartigen mit Abstandszungen versehenen Abstandsdefinierers oder mittels Vakuumsaugplatten in dem definierten Abstand gehalten werden.
Gemäß einem weiteren Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes ist vorgesehen,
dass das untere Flächenelement einer Transportwalze oder einer Beschickungsfläche zugeführt wird,
dass das obere Flächenelement über eine Transportwalze oder einer Beschickungsfläche in kongruente Position zum unteren Flächenelement verbracht wird, und
dass während der deckungsgleichen Positionierung mittels eines CNC-gesteuerten Bestückungsautomaten, eines Bestückungsschiebers oder einer sonstigen Vereinzelungsanlage die einzelnen Distanzelemente positioniert eingesetzt werden, wobei vorher auf die stirnseitigen Flächen eines jeden Distanzelementes entweder Kleber aufgebracht wird und/oder die Distanzelemente an den Befestigungspunkten an den Flächenelementen oder mit den stirnseitigen Flächen mittels oberhalb des oberen Flächenelementes und solchen unterhalb des unteren Flächenelement aufgesetzten Schweißvorrichtungen, insbesondere Ultraschweißvorrichtungen, angeschweißt werden, wobei die Flächenelemente während des Verbindens mindestens im Zusammenführungsbereich mittels eines kammartigen, mit Abstandszungen versehenen Abstandsdefinierers oder mittels abhebender Vakuumsaugplatten in einem definierten Abstand gehalten werden.
Wenn es gewünscht ist, dass der Abstand eines einzelnen Flächenelementes einseitig oder zweiseitig oder der der äußeren Flächenelemente einer aus mehreren Flächenelementen bestehenden Bewehrungsmatte zu einer Bezugswand oder einer Schalung oder einem Boden definiert sein soll, können auf den Anlageseiten dieser Flächenelemente ebenfalls Distanzelemente angebracht sein. Z. B. können an der Oberseite des oberen Flächenelementes und/oder an der Unterseite des unteren Flächenelementes Distanzelemente angebracht sein, deren Höhen den Abstand des jeweiligen Flächenelementes gegenüber einem Boden oder einer Wand definieren, wobei die Distanzelemente als Einzelelemente aus Kunststoff oder Metall gefertigt oder als Säule oder Noppen aus Klebstoff bestehend angebracht sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele ergänzend erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
1 ein oberes Flächenelement mit einer Gitterstruktur und Verbindungspunkten,
2 ein unteres Flächenelement mit einer Gitterstruktur die dem oberen Flächenelement gemäß 1 entspricht,
3 eine schematische Darstellung einer bahnförmigen Ausführung eines Flächenelementes mit einseitig noppenförmig aus der Ebene vorstehenden Abstandselementen,
4 eine schematische Darstellung einer bahnförmigen Ausführung eines Flächenelementes mit beidseitig aufgebrachten, noppenförmigen, sowohl aus der unteren als auch aus der oberen Ebene vorstehenden Abstandselementen,
5 eine schematische Darstellung der Zusammenführung zweier bahnförmiger Flächenelemente zur Bildung einer zweilagigen Bewehrungsmatte mittels auf dem unteren Flächenelement obenseitig aufgebrachter Distanzelemente und
6 eine schematische Darstellung der Zusammenführung zweier bahnförmiger Flächenelemente zur Bildung einer zweilagigen Bewehrungsmatte mit an dem unteren Flächenelement obenseitig aufgebrachten Distanzelementen und an der Unterseite des oberen Flächenelementes kongruent angebrachten Distanzelementen die durch Verschmelzen oder Verkleben miteinander verbindbar sind.
Beispielhaft ist in 1 ein oberes Flächenelement 1 mit einer Gitterstruktur und Verbindungspunkten A, B, C, D, E an den sich kreuzenden Längsstegen 2 und Querstegen 3 dargestellt. Dieses Flächenelement 1 weist Gitterfelder 4 bestimmter Größen auf, z. B. eine quadratische Form oder eine rechteckige Form mit Kantenlängen von ca. 10 mm bis ca. 30 mm. Die Längsstege 2 und Querstege 3 können beispielsweise aus Glasfasern oder Karbonfasern bestehen die miteinander verflochten oder durch Weben hergestellt sind. Die Erfindung ist aber nicht auf bestimmte Materialien dieser Flächenelemente ausgerichtet. Die Flächenelemente können grundsätzlich auch aus Drahtgeflechten, Naturfasern oder Baustahl sowie Edelstahl gefertigt sein, dies hängt jeweils vom Verwendungszweck ab. Die Vorteile der Verwendung von textilen Flächenelementen 1 und 5 zur Bewehrung von Gewerken aus Beton, Mörtel, Gips und andere sind eingangs beschrieben. Aus solchen Flächenelementen 1, 5 gefertigte Matten können aber auch Basaltfasern aufweisen oder aus solchen bestehen, wie sie zum Beispiel bei Geo-Textilien zur Anwendung kommen können. Selbstverständlich können auch andere nicht verrottende Materialien, wie Kunststofffasern und Kunststofffäden für die Herstellung solcher Flächenelemente 1, 5 verwendet werden. Die Materialien sollten allerdings gewünschte Festigkeiten aufweisen und bestimmungsgemäß nicht verrotten oder nicht verrotten und nicht rosten oder sich nach dem Verbauen auflösen, wenn dies gefordert ist. Die Verbindungspunkte A, B, C, D, E können willkürlich festgelegt werden. Für eine automatisierte Aufbringung von Distanzelementen 6 an diesen Punkten empfiehlt es sich jedoch, reihenweise solche Verbindungspunkte festzulegen.
In 2 ist ein unteres Flächenelement 5 mit gleicher Gitterstruktur dargestellt, das im Ausführungsbeispiel aus den gleichen Materialien bestehen soll, wie das obere Flächenelement 1 in 1. Deutlich sichtbar ist, dass die Befestigungspunkte A', B', C', D', E' spiegelbildlich zu den Verbindungspunkten A, B, C, D, E an dem oberen Flächenelement 1 gemäß 1 angeordnet sind, so dass beim Auflegen des oberen Flächenelementes 1 auf das untere Flächenelement 5 über in diesen Figuren nicht dargestellte Distanzelemente ein definierter Abstand hergestellt werden kann.
In 3 ist in einer schematischen Darstellung eine bahnförmige Ausführung eines Flächenelementes 1/5 mit einseitig noppenförmig aus der Ebene vorstehenden Distanzelementen 6 dargestellt. Das bahnförmige Textilmaterial wird von einer Abwickelrolle 7 abgewickelt und einer Beschickungseinrichtung zugeführt, die mittels Düsenköpfen 8 an definierten Verbindungspunkten A, B, C, D, E des Flächenelementes 1/5 (1, 2) zum Beispiel Heißkleber tropfenweise noppenförmige Distanzelemente 6 aufbringt. Nach Durchlaufen eine Abkühlungsstrecke kann das Flächenelement 1/5 mittels einer Aufwickelrolle 9 wieder aufgewickelt werden. Wenn bei der Anwendung das Flächenelement 1/5, das für die Verwendung in der Länge und Breite zugeschnitten wird, nur alleinig verarbeitet wird, so kann über die Distanzelemente 6 ein Abstand zu einem Boden, einer Schaltafel oder einer Wand hergestellt werden, so dass das Flächenelement 1 zur Bewehrung des Gewerkes vollständig in die Vergussmasse eingebettet sein kann. Es ist ferner ersichtlich, dass hier auf Vorrat Flächenelemente unterschiedlicher Längen als Rollenware von der Rolle gefertigt und somit als Bandware auf Rollen 7 vorgehalten und gelagert werden können.
Das Ausführungsbeispiel in 4 zeigt in einer Abwandlung zu dem Beispiel in 3 ebenfalls in einer schematische Darstellung ein bahnförmiges Flächenelement 1, das jedoch sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite Distanzelemente 6, 10 aufweist die beispielsweise aus Heißklebertropfen bestehen können, die mittels der Düsen 8 und 11 aufgebracht sind. Ein Flächenelement 1/5 mit solchen verteilt über die Fläche angebrachten Distanzelementen kann beispielsweise in einer Bewehrungsmatte aus drei einzelnen übereinander angeordneten Flächenelementen 1/5 als mittiges Flächenelement angeordnet werden auf dem dann eine einseitig mit kongruent angeordneten Distanzelementen 6 versehenes Flächenelement 1, 5 obenseitig und untenseitig aufsetzbar ist, wobei die aus Kleber bestehenden Noppen im Klebeprozess miteinander verbunden werden. Es ist aber ebenso möglich, zur Herstellung einer definierten Distanz das untere und/oder das obere Flächenelement 1/5 beidseitig mit Distanzelementen 6 10 zu versehen und die aneinander liegenden Noppen miteinander zu verschmelzen, so dass auch ein definierter Abstand zu einer Wand oder einem Boden beim Verlegen gegeben ist. Die Bandware wird auch in diesem Ausführungsbeispiel von einer Rolle 7 abgewickelt und mittels einer Aufwickelrolle 9 wieder aufgewickelt, so dass sehr lange Flächenelemente vorgefertigt werden können oder ein Verbindungsprozess vor dem Abtrennen bzw. Ablängen durchgeführt werden kann. Beim Aufwickeln kommen infolge des zunehmenden Wickelradius die aufgebrachten Distanzelemente nicht zur Auflage aufeinander sondern fallen in die Zwischenräume bzw. sind die Muster der Verbindungspunkte so zu wählen, dass die Nocken immer in die Zwischenräume beim Aufwickeln fallen. Dadurch wird ein fester Rollenverbund hergestellt. Beim Abwickeln von einer Abwickelrolle 7 und 11 in einer Zusammenführvorrichtung, wie sie in den 5 und 6 dargestellt ist, kann das Gitterraster zweier übereinanderliegender Flächenelemente 5 und 12 oder 1 und 5 so relativ verschoben werden, dass die noppenförmigen Distanzelemente 6 an den Flächenelementen paarweise fluchten.
In 5 ist eine schematische Darstellung die Zusammenführung zweier bahnförmiger Flächenelemente 5 und 12 zur Bildung einer zweilagigen Bewehrungsmatte mittels auf dem unteren Flächenelement 5 obenseitig aufgebrachter Distanzelemente 6 gezeigt. Von einer oberen Abwicklungsrolle 11 wird beispielsweise ein Vliesstoff 12 abgewickelt und einer Umlenkwalze 13 der Verbindungsvorrichtung zugeführt. Versetzt und seitlich da drunter angeordnet befindet sich eine Andruckwalze 14, um den Vliesstoff 12 im Bereich einer Heizzone der Zusammenführvorrichtung auf die noppenförmigen, aus Heißkleber bestehenden Distanzelemente 6 aufdrücken zu können. In einer sich daran anschließenden Kühlzone wird der Heißkleber abgekühlt, so dass eine feste Verbindung zwischen dem Vliesstoff 12 und dem unteren Flächenelement 5 hergestellt wird, das von einer Abwickelrolle 7 abgewickelt und der Verbindungsvorrichtung zugeführt wird. Dies Beispiel zeigt, dass auf einfache Weise ein Flächenelement, wie es in 3 dargestellt ist, mit einem Vliesstoff 12 verbunden werden kann. Das Flächenelement 5 kann dabei die Struktur aufweisen, wie sie im 2 abgebildet ist.
In 6 ist in einer weiteren schematische Darstellung die Zusammenführung zweier bahnförmiger Flächenelemente 1, 5 zur Bildung einer zweilagigen Bewehrungsmatte mit an dem unteren Flächenelement 5 obenseitig aufgebrachten Distanzelementen 6 und an der Unterseite des oberen Flächenelement 1 des kongruent angebrachten Distanzelemente 6 gezeigt. Die durch Verschmelzen oder Verkleben beim Anpressen mittels der Presswalze 14 sich verbindenden Distanzelemente 6 werden danach durch ein Auseinanderziehen die Flächenelemente 1, 5 auf eine definierte Länge geformt. Von einer oberen Abwickelrolle 11 wird ein einseitig mit Distanzelementen 6, z. B. Heißkleber, versehenes bandförmiges Flächenelement 1 abgewickelt und über eine Umlenkwalze 13 einer Andruckwalze 14 zugeführt, die die noppenförmigen Distanzelemente 6 gegen kongruent zugeführte Distanzelemente 6 des unteren Flächenelementes 5 drückt, wodurch die gewünschte Verbindung gegeben ist. In diesem Bereich befindet sich auch eine Heizzone, so dass die beiden aus Heißkleber bestehenden Distanzelemente 6 sich miteinander verbinden können. In Längsrichtung ist in die Verbindungsvorrichtung ein kammartiger, schwenkbar um eine Achse 15 gelagerter Aufspreizhebel 16 mit einer Vielzahl von Zungen vorgesehen, die das obere Flächenelement 1 beim Weitertransport vom unteren Flächenelement 5 abhebt, wodurch eine Streckung der noch heißen Distanzelemente 6 erfolgt, bis sie die Aufspreizhebel 16 verlassen. In diesem Bereich und Übergangsbereich erfolgt eine Kühlung, so dass die Distanzelemente 6 die eingezeichnete Halsform einerseits und die definierte Höhe andererseits einnehmen.
Die Erfindung ist nicht nur auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt sie zeigen lediglich eine Möglichkeit der Realisierung der Erfindung. Andere mögliche Verfahren sind in der Beschreibung dargestellt und gegenständlich in den Ansprüchen wiedergegeben.
Bezugszeichenliste

1: Flächenelement
2: Längssteg
3: Quersteg
4: Gitterfeld
5: Flächenelement
6: Distanzelement
7: Abwickelrolle
8: Düsenkopf
9: Aufwickelrolle
10: Distanzelement
11: Abwickelrolle
12: Vliesstoff
13: Umlenkwalze
14: Andruckwalze

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

DE 102008026615 A1 [0006]
DE 20207945 U1 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 923 [0015]

Claims

Verbundelement mit mindestens zwei Flächenelementen, die punktuell über eine Vielzahl von Distanzelementen miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzelemente (6) eine säulenförmige Struktur aufweisen und an den gegenüberliegenden Flächen der Flächenelemente (1, 5) angeklebt oder angeschweißt sind.
Verbundelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenelemente (1, 5) textile Bewehrungen, hybride textile Bewehrungen oder Verstärkungselemente für Bauelemente oder Putzschichten oder Außenschichten von Bauelementen sind, wobei der durch die Distanzelemente gebildete Hohlraum mit mineralischen Stoffen verfüllbar ist.
Verbundelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenelemente (1, 5 ) eine geschlossene Oberfläche, eine durchbrochene, mit einem definierten Durchdringungsmuster versehene Oberfläche oder eine gitterartige Textilstruktur aufweisen oder aus Vliesstoff (12) bestehen und die Distanzelemente (6) zwischen den Flächenelementen (1, 5, 12) an ausgewählten Punkten (A, B, C, D, E) der gegenüberliegenden Flächen miteinander verbunden sind.
Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzelemente (6) aus einem aushärtbaren, viskosen Kleber oder aus vorgefertigten Kunststoffstegen bestehen.
Verbundelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber im viskosen Zustand mittels einer Düse (8) auf ein unteres Flächenelement (5) punktuell, stalagmitenförmig aufgebracht ist und das obere Flächenelement (1) auf das obere Ende des Distanzelementes (6) bei gleichzeitiger Herstellung einer Klebeverbindung aufgedrückt ist.
Verbundelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber im viskosen Zustand mittels einer Düse (8, 11) in Tropfen zur Bildung des Distanzelementes (6) schichtweise aufgebracht ist.
Verbundelement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Anhaftung des Distanzelementes (6) an der Unterseite des oberen Flächenelementes (1, 5) durch relatives Anheben des oberen Flächenelementes (1) gegenüber dem unteren (5) der viskose Mittenteil des Distanzelementes (6) streckbar ist.
Verbundelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite des oberen Flächenelementes (1) kongruent zum stalagmitenförmigen Distanzelement (6) an dem unteren Flächenelement (5) ein stalaktitenförmiges Distanzelement (6) aufgebracht ist, das sich beim Zusammenfügen mit dem erstgenannten klebend verbindet.
Verbundelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzelemente (6) aus Kunststoff oben- und untenseitig eine derart große Fläche aufweisen, dass diese mittels aufgebrachter Kleber eine Klebeverbindung mit dem unteren und oberen Flächenelement (1, 5) sicherstellen oder eine thermische Schweißverbindung punktuell herstellbar ist.
Verbundelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gitterartige Textilstruktur aus monofilen oder multifilen Fäden aus Kunststoff und/oder aus Naturfasern gefertigt ist und die Gitter rund, quadratisch, rechteck- oder rautenförmig, sechs- oder achteckig ausgebildet sind und die Anbindungspunkte (A, B, C, D, E) für die Distanzelemente (6) an ausgewählten Kreuzungspunkten vorgesehen sind.
Verbundelement nach Anspruch 3 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterfelder (4) oder Durchbrechungen einen Durchmesser oder Kantenlängen von 3 mm und 30 mm bei einer Stärke des Flächenelementes von 0,5 mm bis 5 mm aufweisen.
Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenelemente (1, 5, 12) vor dem Verbinden mattenförmig zugeschnittene Flächenelemente oder von einer Rolle oder einem Ballen nach dem Verbinden abtrennbare Flächenelemente sind.
Verbundelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite des oberen Flächenelementes (1) und/oder an der Unterseite des unteren Flächenelementes (5) ebenfalls Distanzelemente (6) angebracht sind, deren Höhen den Abstand des jeweiligen Flächenelementes (1) gegenüber einem Boden oder einer Wand definieren, wobei die Distanzelemente (6) als Einzelelemente aus Kunststoff oder Metall gefertigt oder als Säule oder Noppen aus Klebstoff oder flüssigem Kunststoff bestehend aufgebracht sind.
Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 10, 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Flächenelement einer Transportwalze oder einer Beschickungsfläche zugeführt wird, dass während des Transportes oder während einer kurzzeitigen Transportunterbrechung mittels einer CNC-gesteuerten Düsenvorrichtung oder mittels einer mehrere Düsen aufweisenden Beschickungsanlage über die Breite des Flächenelementes verteilt an definierten Stellen der Kleber punktuell aufgebracht wird, dass auf das untere Flächenelement nach Aufbringen der stalagmitenförmigen Distanzelemente in mindestens einem definierten breiten Bereich über eine Zuführeinrichtung das obere Flächenelement mit einem Verbindungsabschnitt unter Einhaltung eines definierten Abstandes aufgedrückt wird, wobei die oberen Enden der Distanzelemente klebend an der Unterseite des oberen Flächenelementes haften.
Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und Anspruch 8, 10, 11 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Flächenelement einer Transportwalze oder einer Beschickungsfläche zugeführt wird, dass während des Transportes oder während einer kurzzeitigen Transportunterbrechung mittels einer CNC-gesteuerten Düsenvorrichtung oder mittels einer mehrere Düsen aufweisenden Beschickungsanlage über die Breite des Flächenelementes verteilt an definierten Stellen der Kleber punktuell aufgebracht wird, dass das obere Flächenelement einer Transportwalze oder einer Beschickungsfläche mit der Oberseite zugeführt wird, dass während des Transportes oder während einer kurzzeitigen Transportunterbrechung vor oder auf der Transportwalze mittels einer CNC-gesteuerten Düsenvorrichtung oder mittels einer mehrere Düsen aufweisenden Beschickungsanlage über die Breite des oberen Flächenelementes verteilt an kongruenten definierten Stellen zu den Befestigungspunkten an dem unteren Flächenelement Kleber punktuell aufgebracht wird, der beim Vorschub des oberen Flächenelementes stalaktitenförmig nach unten vorsteht, und dass beide so entstanden Klebersäulen sich bei deckungsgleicher Verbringung derselben bei übereinanderliegender Anordnung der Flächenelemente sich miteinander verbinden.
Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und Anspruch 9, 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Flächenelement einer Transportwalze oder einer Beschickungsfläche zugeführt wird, dass das obere Flächenelement über eine Transportwalze oder einer Beschickungsfläche in kongruente Position zum unteren Flächenelement verbracht wird, und dass während der deckungsgleichen Positionierung mittels eines CNC-gesteuerten Bestückungsautomaten, eines Bestückungsschiebers oder einer sonstigen Vereinzelungsanlage die einzelnen Distanzelemente positioniert eingesetzt werden, wobei vorher auf die stirnseitigen Flächen eines jeden Distanzelementes entweder Kleber aufgebracht wird und/oder die Distanzelemente an den vorgesehenen paarigen Befestigungspunkten an den Flächenelementen oder mit den stirnseitigen Flächen mittels oberhalb des oberen Flächenelementes und solchen unterhalb des unteren Flächenelement aufgesetzten Schweißvorrichtungen, insbesondere Ultraschweißvorrichtungen, angeschweißt werden, wobei die Flächenelemente während des Verbindens mindestens im Zusammenführungsbereich mittels eines kammartigen, mit Abstandszungen versehenen Abstandsdefinierers oder mittels abhebender Vakuumsaugplatten in einem definierten Abstand gehalten werden.
Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenelemente während des Verbindens mindestens im Zusammenführungsbereich mittels eines kammartigen mit Abstandszungen versehenen Abstandsdefinierers oder mittels Vakuumsaugplatten in dem definierten Abstand gehalten werden.
Verfahren zur Herstellung eines Verbundelementes nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite des oberen Flächenelementes und/oder an der Unterseite des unteren Flächenelementes ebenfalls Distanzelemente angebracht werden, deren Höhen den Abstand des jeweiligen Flächenelementes gegenüber einem Boden oder einer Wand definieren, wobei die Distanzelemente als Einzelelemente aus Kunststoff oder Metall gefertigt oder als Säule oder Noppen aus Klebstoff bestehend aufgebracht sind.